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溶剂化是自然科学中普遍存在的现象。在宏观层面上，通过热力学和化学反应动力学可以很好地理解1 , 2。在原子水平上，溶剂化的主要步骤是溶剂的单个分子或原子与溶质的分子或离子的吸引和结合1。然而，这些步骤从未被实时观察到。在这里，我们立即在液氦纳米液滴的表面产生单个钠离子3 , 4，并测量连续附着到离子上的溶剂原子的数量作为时间的函数。我们发现前五个氦原子的结合动力学可以通过泊松过程很好地描述，结合率为每皮秒 2.0 个原子。该速率与溶剂化过程的时间相关密度泛函理论模拟一致。此外，我们的测量能够估计从钠离子周围区域去除的能量作为时间的函数，表明总溶剂化能量的一半在四皮秒后消散。我们的实验方法为离子溶剂化理论模型的基准测试和阳离子-分子复合物形成的时间分辨测量提供了可能性。