厨师们都知道，一丁点的盐--主要由化合物氯化钠组成--在掉入一锅甚至是室温的水中时就会溶解。但是，作为一个花了几十年时间研究物质在被限制在无限小的空间里时如何表现的化学家，内布拉斯加大学林肯分校的曾晓成也知道，在宏观尺度上发生的事情不一定在纳米尺度上成立。
曾和他的同事最近进行了计算机模拟，以确定当氯化钠和它的咸味表亲氯化锂被淹没在由两面光滑的拒水墙接壤的纳米级水流中时，它们会有什么反应。
食盐的主要成分氯化钠（左）和氯化锂（右）的原子级渲染图。 曾晓成等人的新研究表明，当被限制在一个纳米空间时，钠（深蓝色）和氯（浅蓝色）原子在被溶解后可以重新组合。根据该团队的模拟，锂（粉红色）和氯原子也能做到这一点。
这些模拟预测了一些非常反常的事情。根据模拟结果，在最初溶解在水中后，氯化钠和氯化锂的带电、随机分散的原子将自发地重新组合成二维层。在氯化钠的情况下，该层将与它的固体、预溶解状态相同：一个正方形的结晶图案，每个钠原子被四个氯原子包围，或者反之。对于氯化锂来说，该层将包括六边形环--三个锂原子，三个氯原子--或者人字形的原子链，或者两者都是。
根据研究小组的计算，出现这种意想不到的行为，部分原因是纳米级的限制降低了带电原子--钠、锂或氯--与通常在其周围形成壳的水分子之间的相互作用强度。研究人员发现，这种水化壳通常会使钠和氯等带相反电荷的粒子在溶解后不会重新组合--但当被限制在一个纳米级空间时就不会。
曾和他的计算化学家同事希望他们的预测将鼓励其他研究人员进行实验，以验证或挑战他们的模拟结果。这些预测最终可能为设计运送带电原子以重现神经元活动的纳米流体装置提供有用的信息。