水可以作为两种不同的液体存在于低温下

时间：2022-01-12 10:25:06 来源：

图为艺术家对两种形式的超粘性液体水具有不同密度的印象。在背景上描绘了从高密度无定形冰的实际数据中取出的X射线斑点图案，其通过在非常低的温度下加压水来制造。

在新出版的研究中，来自斯德哥尔摩大学的研究人员详细介绍了水可以作为两种不同液体在低温下存在的发现。

我们通常认为液态水与在短时间围绕某些平均结构的短时间尺度上重新排列的分子。然而，现在，斯德哥尔摩大学的科学家们发现了两种液体阶段，结构和密度差异很大。结果基于使用X射线的实验研究，目前已在国家科学院（美国）的会议上公布。

我们大多数人都知道水对我们在地球上的存在至关重要。众所周知，水有许多奇怪或异常的性质，与所有其他液体相比不同。一些实例是熔点，密度，热容量和全部有超过70个水的水与大多数液体不同。随着我们知道的，这些水的这些水性属性是终身的先决条件。

“新的非凡的财产是，我们发现水可以作为两种不同的液体在冰结晶缓慢的低温下存在，”斯德哥尔摩大学化学物理教授和尼尔森说。通过在芝加哥附近的Argonne National Laboratory在Argonne National Laboratory在芝加哥附近的研究中，可以实现对水的理解的突破，其中两种不同的结构被证明，并且在汉堡的大型X射线实验室斯尼，可以调查动态并证明两种阶段确实都是液相。因此，水可以作为两种不同的液体存在。

“能够使用X射线来确定不同时间的分子之间的相对位置是非常令人兴奋的，”斯德哥尔摩大学的Fivos Perakis表示，在超快光谱光谱中的背景。“我们特别能够在两个阶段之间的低温下遵循样品的转化，并证明存在典型液体的扩散。”

当我们想到冰时，最常见的是你从冰箱中走出冰箱的晶体相，但我们的行星系统中最常见的冰是无定形的，这是无序的，有两种形式的无定形冰低密度和高密度。两种形式可以互连，并且已经猜测它们可以与低密度和高密度形式的液态水有关。实验研究这个假设是斯德哥尔摩集团现已克服的巨大挑战。

斯德哥尔摩大学化学物理研究员Katrin Amann-Winkel说：“我已经学习了一段时间了，以便确定它们是否可以被视为代表冷冻液体的玻璃状态。”“这是一个梦想成真，以便在这种细节中进行玻璃状水变换成粘性液体，几乎立即转变为不同，更粘性，液体的更低的密度”。

“在水中制作新发现的可能性是完全令人迷人的，对我的进一步研究来说是一个很好的灵感来源，”斯德哥尔摩大学化学物理化学物理学博士博士学生说。“特别令人兴奋的是，新信息已经由X射线提供，自X射线辐射的先驱，沃尔夫冈Röntgen，他自己推测，水可以以两种不同的形式存在，并且它们之间的相互作用可能会产生奇怪的特性。”

“新结果对室温下水无法决定的一张图片，这两种形式应该是，高或低密度的影响，这导致两者之间的局部波动导致两者”。斯德哥尔摩大学理论化学物理学教授的Pettersson。“简而言之：水不是一种复杂的液体，但两个简单的液体具有复杂的关系。“

这些新结果不仅在不同温度和压力下对水的整体理解，而且还如何如何受到盐和生物分子对生命重要的影响。此外，对水的增加可能导致对如何在未来净化和脱盐水的新见解。鉴于全球气候变化，这将是对人类的主要挑战之一。

出版物：Fivos Perakis等，等，“在无定形冰中的高低密度过渡期间的扩散动力”，2017年PNAS; DOI：10.1073 / pnas.1705303114

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