青海盐湖所在溶液结构的X射线及中子散射研究中取得进展
发表日期:2020-08-26来源：青海盐湖研究所
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液态水结构具有高度的复杂性和多样性。液态水结构已成为世界著名难题。2005年《Science》公布了面向今后25年的125个科学难题，第21个问题便是“水结构是什么”，(What is the Structure of Water?)。自然界中96%的水都以各种盐溶液的形式存在。相对于纯水结构，溶液结构除了本体（Bulk water）水结构外，还包括溶剂合离子结构及离子缔合结构等。因此溶液结构远比纯水结构复杂。溶液结构往往会“遗传”到它的后代晶体中，决定着析出晶体的纯度、大小和形貌，并进一步影响产品的纯度和粒度等。母液结构的一些发现往往直接导致一些重大高技术发明。目前国内关于溶液结构研究大多基于计算机模拟，直接的实验测量研究报道不多。
中国科学院青海盐湖研究所周永全副研究员团队在溶液结构的实验研究方面，搭建了可实现平板样品池反射和圆柱几何透射的国内首套溶液结构X射线散射研究平台，开发了溶液结构X射线散射数据解析软件包(XNSA)。在溶液结构计算化学方面，研究团队搭建了溶液化学专用高性能计算集群，将量子化学从头算(ab initio)、从头算分子动力学(AIMD)及经典分子动力学(MD）与实验研究联用，做到了相互补充、相互验证。在大科学装置应用方面，研究团队率先在国内同步辐射光源和散裂中子源上开展了液态结构的研究工作。近年来，团队采用X射线、中子散射结合计算化学的方法研究了以硼酸盐溶液为代表的复杂多组分、低散射能力溶液样品的结构信息，取得了一些重要进展，现已累计发表SCI期刊论文50余篇。研究团队在溶液结构实验方法和数据解析手段做到了和世界顶级专家团队同步，并在数据解析软件开发、计算模拟与实验结果相结合等一些领域做到了反超和引领。
最近，周永全副研究员团队在《盐湖研究》撰文“X射线及中子散射在溶液结构研究中的应用”介绍了利用X射线和中子散射研究溶液结构的实验(平板样品池反射法及圆柱几何透射法)及数据解析方法（基于德拜散射模型的理论模型计算和逆向Monte Carlo）。回顾了近些年研究团队利用X射线及中子散射在纯水结构、硼酸盐水溶液结构及溶液中“二氢键”等研究中的应用。简述了X射线及中子散射在溶液结构中存在的问题及并对溶液结构研究发展方向提出了展望。详情请见《盐湖研究》2020年第3期——盐湖化工专刊“研究亮点”：1-17页。
溶液结构的X射线及中子散射研究
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