众所周知，盐放入水中会发生溶解，溶解的离子与水分子结合在一起形成的团簇称为水合离子或离子水合物。水合离子的微观结构和动力学一直是学术界争论的焦点。早在19世纪末，人们就意识到离子水合作用的存在并开始了系统的研究，最早的实验研究可以追溯到1900年德国著名物理化学家Walther Nernst的迁移实验（Transference experiments）。虽然经过了一百多年的努力，离子的水合壳层数、各个水合层中水分子的数目和构型、水合离子对水氢键结构的影响、决定水合离子输运性质的微观因素等诸多问题，至今仍没有定论。究其原因，关键在于缺乏原子尺度的实验表征手段，以及精准可靠的计算模拟方法。传统的谱学和衍射技术空间分辨能力较差，只能得到平均效应，无法探测局域环境的影响，实验数据的解释异常困难，甚至得出完全矛盾的结论，因此受到很大的限制。另一方面，由于水分子具有全量子化效应，且水分子与离子相互作用也非常微弱，这对理论计算也是巨大的挑战。图2 钠离子水合物的原子级分辨成像。从左至右，依次为五种离子水合物的原子结构图、扫描隧道显微镜图、原子力显微镜图和原子力成像模拟图。图像尺寸：1.5 nm ×1.5 nm。 为了突破实验上的瓶颈，研究人员基于扫描隧道显微镜发展了一套独特的离子操控技术，在氯化钠表面上可控的制备出了单个水合钠离子，水分子的数目精确可调，为高分辨成像创造了条件。在此基础上，他们利用之前发展起来的非侵扰式原子力显微镜成像技术，依靠及其微弱的高阶静电力，克服了针尖对弱键合水合离子的扰动并首次实现了原子级分辨表征，精确确定了其微观吸附构型（图2）。这也是水合离子的概念提出一百多年来，首次在实验中直接“看到”水合离子的原子级图像。 进一步，研究人员利用带电的针尖作为电极，控制单个水合离子在氯化钠表面上的定向输运，发现了一种有趣的幻数效应：包含有特定数目水分子的钠离子水合物具有异常高的扩散能力，迁移率比其他水合物要高1-2个量级，甚至远高于体相离子的迁移率（图3）。结合第一性原理计算和经典分子动力学模拟，他们发现这种幻数效应来源于离子水合物与表面晶格的对称性匹配程度，而且可以在很大一个温度范围内存在（包括室温）。此外，研究人员还发现这种幻数效应具有一定的普适性，适用于相当一部分盐离子体系。图3 钠离子水合物在NaCl表面输运的幻数效应。a，效果图：包含3个水分子的水合物具有异常强的扩散能力。 b，分子动力学模拟得到的不同离子水合物在225K-300K下1ns时间内扩散的均方位移。 水溶液中的离子输运研究长期以来都是基于连续介质模型，而忽略了离子与水相互作用以及离子水合物和界面相互作用的微观细节。该工作首次建立了离子水合物的微观结构和输运性质之间的直接关联，刷新了人们对于受限体系中离子输运的传统认识。该项研究的结果表明，可以通过改变表面晶格的对称性和周期性来控制受限环境或纳米流体中离子的输运，从而达到选择性增强或减弱某种离子输运能力的目的，这对很多相关的应用领域都具有重要的潜在意义，比如：离子电池、防腐蚀、电化学反应、海水淡化、生物离子通道等等。此外，该工作发展的实验技术也首次将水合相互作用的研究精度推向了原子层次，未来有望应用到更多更广泛的水合物体系，开辟全新的研究领域。 该工作得到了Nature三个不同领域审稿人的一致好评和欣赏（Overall, I enjoyed reading this manuscript），认为该工作“会马上引起理论和应用表面科学领域的广泛兴趣”（The results presented in this manuscript are of immediate interest to the communities dealing with theoretical and applied surface science），“为在纳米尺度控制表面上的水合离子输运提供了新的途径并可以拓展到其他水合体系”（This result may open a venue for controlling diffusion transport on nano-engineered crystal surfaces and it may be also extended to other hydration systems）。

项目简介 本成果主要涉及一种节水灌溉用喷头，通过在射流元件侧壁开一去水槽，有利于从 射流元件内部截取控制信号流，并方便取水量的调节；另一方面，信号嘴的取水位置对 主射流的影响不敏感，降低了零件的装配精度。该成果处于中试研究阶段，并申请了专 利，专利号：ZL00710190179.1。 性能指标 （1）异形喷嘴全射流喷头由旋转密封机构、流道、换向机构、异形射流元件体四部 分组成。 （2）喷嘴为非圆形，侧面开有一凹槽，凹

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斯尔福通风柜为了控制有害物质的溢出并确保实验的正常进行，对于进入通风柜的面风速都有严格的要求。通常情况下都会要求通风柜面风速严格限制在0.5m/s左右。如果通风柜面风速过小，那么通风柜内气体很可能会溢出，而如果通风柜面风速过大，又会在柜内形成紊流，也会导致柜内气体溢出。

全钢结构通风柜或通风橱材质说明 A．结构组合：采用三段组合式柜体，上部柜体（通风柜），中间（操作台面），下部柜体（内含单侧独立抽气式组成柜及另侧独立水、电、管线系统容纳柜设计。 B．外壳：采用厚1.2mm（含）以上钢板冲压成型制作，表面经耐酸碱EPOXY粉体烤漆涂装处理。 C．内壳：采用进口耐酸碱通风柜内衬通风柜专用，厚6mm白色表面SOLID PHENOLIC RESIN COMPOSITE LINER 积层化学板装设。 D．台面：采用实验室专用12.7mm厚美国威盛亚实芯理化板制作而成,四周加厚为25.4mm。具有耐腐、抗菌防静电等优点。 E．照明：采用30W日光灯. F．拉手：采用SUS304不锈钢亚光方型拉手。 G．气流板： 采用5mm厚通风柜专用抗倍特气流板，安装位置与角度需使排气分布均匀，无死角，在标准状况下，导流板上方与中、下方出风口排风量比例各约50±10%，以确保不同比重之气体均能有效排除，另并具手动可调排风量比例设计，可提高中、下方出风口排风量比例至80%以上，以适应不同实验之需求。 H．窗口：采用5mm厚的钢化防爆玻璃。内部采用垂体平衡装置，可以停留在上下任何位置。 I．柜体操作门上、下开启高度： 600～700mm。 J．工作面风速：  0.3～0.5m/s。 K．排风量： 1080～1400m3/h。 L． 排风阻力： 5～12mmH2O。 M．工作电压： AC220V～380V。 N．电机功率： 0.04～2.2kw。 O．电器配件：万用插座（220V/10A）、日光灯、风机开停控制。 P．上水：1组DN25。（视用户要求而配置） Q．下水：1组DN50。（视用户要求而配置） R．出风口尺寸：Φ300mm。 S．风机：采用玻璃钢材质，耐酸碱、抗老化。 T．风管：采用玻璃钢材质，耐酸碱、抗老化。     全钢通风柜采用1.2mm厚，宝钢冷轧钢板在数控加工中心、剪裁、定位打孔、折弯焊接后成型，表面经酸洗、磷化处理后喷涂环氧树脂粉末高温烘烤固化。附着力高、表面硬度腐蚀性极强，外形美观。 　　操作台面为陶瓷板，厚度为25mm，或环氧树脂板，厚度为15mm，或用厚度为12.7mm美国威盛亚实心理化板,边缘加厚成25.4mm并呈弧形，防止液体外漏。台面耐酸碱、耐化学溶剂腐蚀性、耐磨性极佳，无毒，使用寿命长。台面配置通风柜专用PP小杯槽及其他配件。 主要功能特点： 安全性 三块导流板使处于不同高度空间的有害气体分别从不同的段区排出。通风柜以操作表面风速0.5m/s的速度将通风柜中的空气排出，确保无任何残留气体存在。通风效率高，排风量为450-1600m3/h，且噪声小。 可为实验者提供了更加安全、舒适的试验空间。 智能化控制 通风采用通风柜风机排风，水、电、气和通风一体化面板控制，可配备防腐、防爆照明灯，多功能（三相、单相）插座。具备气体管道和多个水管接口。可满足多种试验使用水、用电、用气的要求。 经济性 较传统的旁路通风柜，在空调环境下，可以节省能源50%左右。 规格（标准型） 尺寸 1200mm L*D*H 1500mm L*D*H 1800mm L*D*H 外部尺寸 1200*850*2350 1500*850*2350 1800*850*2350 内部尺寸 990*750*1205 1290*750*1205 1590*750*1205 下柜体尺寸 1200*650*860 1500*650*860 1800*650*860 台面高度 860 860 860 风门开启高度 650 650 650 推荐使用面风速 在风门开启高度60%的位置上，通风柜使用平均面风速不低于0.5米/秒   可以根据用户要求，设计、制造非标准型通风柜