江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

科学|零下八十摄氏度，水以液态形式存在

零下八十摄氏度 ， 水以液态形式存在有助解释极端环境下水的异常特性
科技日报北京9月21日电 （采访人员刘霞）美国能源部太平洋西北国家实验室（PNNL）的研究人员在最新一期《科学》杂志撰文指出 ， 他们首次对超冷水进行测量后发现 ， 在零下80摄氏度的极低温度下 ， 水以液态形式存在 ， 且由两种液体混合而成 。 最新研究增加了我们对水的深层了解 ， 也可以帮助科学家解释液态水为何能在木星、土星等冰冻星球上存在 。
【科学|零下八十摄氏度 ， 水以液态形式存在】研究人员指出 ， 有关处于最极端温度之下液态水的行为 ， 科学家迄今已提出了诸多假设 。 比如 ， 有科学家想知道 ， 在零下83.15摄氏度的极低温度下 ， 水是否能以液体形式存在 。 厘清这些问题非常重要 ， 因为水覆盖地球71％的面积 ， 深入了解水对于我们洞悉其如何调节环境、我们的身体乃至生命本身都至关重要 。
PNNL化学物理学家格雷格·金梅尔说：“我们的研究证明 ， 在极冷温度下 ， 液态水不仅相对稳定 ， 而且由两种结构混合而成 。 ”
25年来 ， 金梅尔和同事布鲁斯·凯一直在研究水的古怪行为 。 他们提出了各种模型来解释水的异常特性 。 在最新研究中 ， 他们使用红外光谱技术 ， 成功观察到了用激光摧毁一层薄冰时水分子的定格运动 ， 制造出了持续时间仅几纳秒的超冷液态水 。
他们使用超冷水的定格“快照”获得的新数据表明 ， 超冷水可以凝结成致密的类似液体的结构 。 这种较高密度的结构与较低密度的结构共存 。 随着温度从零下28.15摄氏度降至零下83.15摄氏度 ， 高密度液体的比例迅速下降 ， 表明零下83.15摄氏度的水由两种结构混合而成 。
金梅尔表示 ， 这项研究可能有助于解释霰是如何形成的 。 在冷天暴风雪发生前 ， 有时会有小小的白色蓬松颗粒从天而降 ， 这种现象被称为霰 。 他们的研究表明 ， 霰由雪花与大气上层的超冷液态水相互作用形成 。
这些研究还可能有助于了解液态水如何在太阳系内的冰冻星球——木星、土星、天王星和海王星上存在；此外 ， 超冷的水蒸气还形成了彗星身后引人注目的彗尾 。
研究人员称 ， 新研究可以揭示液态水在密闭环境中的行为 ， 未来他们也可以借助这项研究中用到的技术 ， 追踪各种化学反应背后分子如何重新排列 。
总编辑圈点
水 ， 似乎一眼就能被看穿 ， 但深究起来就会发现 ， 它可真不简单 。 一个H两个O ， 这么平淡无奇的构成也能玩出各种花样 。 它神秘 ， 又奇特 。 比如 ， 纯水很难在刚好低于冰点的温度结冰 ， 而且在液相转化为固相时 ， 水的体积不是缩小 ， 而是增大 。 人们一直很想知道 ， 低温状态下的水分子究竟如何行动 。 新研究显示 ， 超低温下的水由两种完全不同的结构混合而成 。 水太重要 ， 它被认为是生命的起源 。 那么 ， 在寒冷星球上 ， 是不是也有以千奇百怪方式存在的液态水呢？


    推荐阅读


    上一篇：景区|“高空刺激”竟变“高空坠落”？还需扣好保险扣

    下一篇：手工艺品|江永县举行少数民族传统手工艺制品大赛颁奖典礼