颠覆认知！英德在铂金中发现新物质形态：固液混合态

在 350°C 的“低温”下，原本应该早已冻成硬块的金属铂，竟然像水滴一样在石墨烯上肆意流动——这比它的常规结晶温度整整低了 1000 多度！

这一足以改写物理教科书的发现，可能彻底颠覆我们对燃料电池催化剂和能源材料设计的认知。该研究由英国诺丁汉大学和德国乌尔姆大学的联合团队完成，由 Andrei N. Khlobystov 教授和 Ute Kaiser 教授共同领导，2025 年 12 月9日发表在纳米科学领域的顶尖期刊《ACS Nano》上。

01、消失的原子：它们在玩“躲猫猫”？

在我们的常识里，物质的界限是清晰的：固体原子像阅兵方阵一样原地立正，液体原子则像舞池里的狂欢者，片刻不停地四处穿梭。

但当科学家们把铂（Pt）、钯（Pd）和黄金（Au）的纳米颗粒放在最先进的透射电子显微镜下，并加热到 800°C 时，诡异的事情发生了。

随着金属融化，显微镜镜头里原本清晰的金属晶格变得模糊，仿佛一层半透明的薄雾，这说明原子动得太快，连相机都捕捉不到。然而，在这片“原子迷雾”中，竟然有几个孤零零的原子像钉子一样扎在原地，纹丝不动。

液体里居然有不动的原子？这就像在一群百米冲刺的运动员中间，突然发现几个人在原地打坐。

02、原子“围栏”：金属液滴的囚笼

经过层层剖析，科学家终于揭开了这些“钉子原子”的身份：它们是被石墨烯载体上的缺陷给“抓”住了。

更有趣的现象出现了。研究人员发现，电子束不仅是他们的“眼睛”，还能充当“上帝之手”。通过精确调整电子束的能量，他们可以在石墨烯上人为制造出更多缺陷，从而精准地诱导更多的金属原子“原地坐下”。

当这些静止原子在液滴边缘排成一圈时，一个奇迹般的“原子围栏”诞生了。这个围栏就像一道无形的枷锁，硬生生地锁住了液滴的形状，让原本想四处逃逸的原子只能在狭小的圈子里打转。

03、跨越 1000 度的“长寿”液体

接下来的实验过程简直让研究者们屏住了呼吸。

他们开始给系统降温。按照一般规律，当温度降到 500°C 左右时，铂纳米颗粒就会结晶变成固体。然而，那些被“原子围栏”圈住的液滴，却展现出了极其顽强的生命力。

它们跨过了结晶点，跨过了 400°C，直到降到 200°C-350°C 左右，这些液滴依然保持着液态的特征，拒绝变硬。这种状态被称为“超冷液体”，但在这种极端温差下的稳定存在，此前从未在纯金属中被如此清晰地观察到。

这就好比你在零下 50 度的极寒天里，发现一杯水竟然还没结冰，甚至还能倒出来喝。

04、终极变身：既非固态，也非液态

难道这种金属液滴会永远年轻吗？不，自然的法则是残酷的。

当温度进一步降低，或者人为打破“围栏”时，这些超冷液体会迎来一次华丽的变身。它们没有慢慢变成普通的晶体，而是突然坍塌成一种“非晶固体”。这种物质形态就像是时间被冻结的液体，原子位置虽然固定了，但排列却依然混乱无序。

科学家们感叹，这可能是一种全新的“混合物质形态”，它打破了我们对固液界限的传统认知，让液体的灵动与固体的稳健在同一个原子尺度内达成了某种诡异的平衡。

05、为什么只有“铂”是天选之子？

在探索过程中，黄金和钯也曾加入实验，但表现却大相径庭。黄金原子的性格太“冷淡”，与石墨烯载体的结合力不够强，无法被有效地“圈禁”；而钯原子又太“活泼”，质量轻、能量大，动不动就冲破围栏开始结晶。

唯有铂金（Pt），在能量与束缚之间找到了那个近乎完美的平衡点，成为了科学家手中最听话的“实验模特”。

这一发现的重大意义在于，它为我们揭示了在原子尺度上，通过改变局部环境（如石墨烯缺陷），竟然可以如此剧烈地操控物质的状态。未来，你的氢能源车催化剂效率能提升多少，或许就取决于我们能否精准地在原子级别上“圈养”这些金属原子。

参考文献：

Leist, C., et al. "Stationary Atoms in Liquid Metals and Their Role in Solidification Mechanisms."ACS Nano2025, 19, 42002-42012.