冈山大学Masakazu Matsumoto 副教授和他的同事们在世界上首次利用计算机模拟阐明了过冷水的微观结构。关于这种状态下水分子的样子一直是个谜,但现在更接近于阐明。

 水是地球上很常见的物质,但从化学的角度来看,它的特性却极为反常。例如,大多数物质在冷却时体积会缩小,但低于 4°C 的水在冷却时会膨胀并失去密度。分子在液态水中随机排列和定向,而在冰中,排列是固定的,分子之间有间隙指向一个固定的方向。此外,水通常在 0°C 开始结冰,但也有一种过冷状态,即使低于该温度也不会结冰。即使在过冷状态下,水也会继续膨胀,但分子的样子一直是个谜。在这种状态下,它的密度介于普通液态水和冰之间,因此人们认为它可能是一系列类似冰的分子。另一方面,很难认为液体和固体处于完全相同的状态。

 该小组使用计算机模拟来分析过冷水中分子的状态。结果发现,几个分子聚集形成一个团块以降低密度,而团块自由移动以保持其作为液体的流动性。由于这是模拟结果,因此希望通过实验实际观察到如此大量的水分子。

 水是一种具有许多可以说是异常的特性的物质,并且充满了意想不到的未知特性。以水为生的生命,以水的异常为生。许多无法解释的生命奥秘可能源自水的奥秘。了解水也会导致对生命的了解。

 

大学学报在线编辑部

这是大学学报的在线编辑部。
文章由对大学和教育具有高水平知识和兴趣的编辑人员撰写。
关于文章内容等的咨询和意见。的信息。谢谢。