香港科大教授韩一龙及其研究团队，成功透过光学显微镜直接观测“胶体粒子”晶体“均匀熔化”过程。他们观察到最初阶段形成的液体，进一步了解物质均匀熔化成因。这项基础物理研究成功解释科学界对熔化和结晶“相变现象”(Phase Transition)疑团，并澄清了学术争议，更首次检测出胶体晶体受热极限。研究成果已在最新一期世界顶级学术期刊《科学》刊登。

　　花4年时间 解不熔之谜

　　香港科大教授韩一龙及其研究团队成员，包括王梓任、王峰、彭毅及郑中玉，从2008年起，用4年时间进行“从单粒子尺度上看到熔化”研究。韩一龙解释指，科学界一直只能解释晶体“非均匀熔化”机制，即是晶体受热后，温度达到熔点，结构便会产生缺陷，粒子便会“乱跑”，晶体便熔化了。不过这些理论未能解释为甚么一些晶体在温度超过熔点的情况下也不熔化。

　　另一方面，因为晶体内塬子或分子体积太小，活动速度非常快，因此科学家过往一直未能深入了解熔化过程中晶体内粒子运动过程。科大研究团队选择利用由体积较大的“胶体粒子”—NIPA及其形成的晶体作实验，模拟“相变现象”。而所谓“相变现象”，就是物质在外在因素影响下，由一种形态转变至另一种形态的过程。

　　光学显微镜 观粒子运动

　　实验透过光学显微镜观察胶体粒子运动，并利用影像处理了解粒子运动的轨迹。为了进一步了解胶体晶体熔化过程，他们使用光束，不断加热胶体晶体内部。即使温度超过熔点，晶体表面结构亦不会受破坏，形成“均匀熔化”。

　　“均匀熔化” 粒子互震动

　　研究人员发现，在“均匀熔化”过程中，晶体裡的粒子会相互震动，即使过热亦未熔化。直至晶体内部有更强震动，以及部分粒子位置互换，便会变成熔化时最初阶段的液体，整个过程并非偶然出现。研究团队又首次测量到胶体晶体最多能被加热至超过熔点20%，这过热极限与大多金属类似。

　　香港科大教授韩一龙坦言，研究结果暂时没有实际用途，但他相信，对于科学界在“相变现象”的相关研究会有很大帮助，“我们这个实验是最简单的系统，但科学理论往往由最基础开始”。他希望研究可继续受重视，并受到广泛支持。

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