研究发现：新混合态物质兼有固体和液体特性

传统认为金属的固态与静态，区别在原子的运动速度，但近期国际研究团队的新发现正颠覆这项认知。他们发现，液态金属奈米液滴在极端温度下，存在着完全静止的原子宛如“锚定”，且对金属冷却凝固的过程产生决定性影响。

金属在高温液体时，内部原子以复杂而密集的方式高速运动，且彼此间快速掠过和相互作用，类似于街道上人们熙熙攘攘的摩肩接踵。不过，要捕捉金属从液态转为固态的瞬间极其困难，而该阶段又决定材料的结构，及其许多功能特性。

为了探索金属刚形成固体的阶段，英国诺丁汉大学（University of Nottingham）和德国乌尔姆大学（University of Ulm）的科学家利用透射电子显微镜技术，观察了金属奈米液滴刚凝固的过程，意外发现了一些原子在极端温度下保持不动的秘密，且这些静止原子的数量和位置，都会影响冷却时的凝固路径。

这项新发现为矿化作用、冰的形成和蛋白质原纤维的折叠凝固过程提供新的见解，同时有望为制药、航空、建筑、电子与催化剂等产业的研发带来新突破。该研究成果于12月9日发表在《ACS Nano》杂志。

研究团队先前曾制作过涉及单一分子的化学反应影片，其中包括首次记录化学键断裂和重组的过程，该方法使得观察单一层面原子的化学反应。

这次，研究团队使用“球差校正和色差校正高解析度透射电子显微镜（HRTEM）”，并开发出一项可在20°C至800°C温度范围内，对金属奈米颗粒进行原子级解析度成像的创新方法。

他们首先将铂（白金）、金和钯的金属原子沉积在石墨烯基底上，形成3至6奈米大小的奈米颗粒，并加热观察其熔化成液态的过程。

实验结果显示，这些金属颗粒正如预期的那样熔化，内部的原子开始快速运动。不过，令研究人员感到吃惊的是，并非所有原子都处于快速移动的状态，其中一部分原子竟能保持静止，如同被“钉”在支撑材料的特定位置上。

这些位置被称为“点缺陷”，这种“强结合力”的金属-碳键结，即使在高温下也异常稳定。