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X射线发现水存在两种不同液态形式

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来源: 科技日报  作者:
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        据物理学家组织网26日报道,瑞典科学家利用X射线进行研究后发现,水在开始结冰的低温条件下,其内同时存在两种不同结构和黏稠度的液相。发表在最新一期《美国国家科学院院报》上的这一重要发现,对全面认识水及与其息息相关的生命基本物质的特性具有重要意义。

  一般认为,冰是一种排列规则的晶体,但地球上的冰最普遍的却是以非晶体形式存在的无序态,而且这种非晶体包括可以相互转换的低密度和高密度两种不同形式。很早以前就有科学家推测,两种不同非结晶态的冰分别对应两种不同黏稠度的液相水,共存于水中的两种液相赋予水许多与众不同的特性。

  但这一假设始终没有获得验证。这次,斯德哥尔摩大学化学物理学家安德森·尼尔森带领其团队攻克了这一难关。他们利用美国阿尔贡国家实验室的X射线装置,测出水内含有两种不同结构和密度的相态,随后,他们进一步利用德国电子同步加速器研究所(DESY)的大型X射线实验装置,对液态水进行动力学研究后证实,这两种相态都是液相,水确实以两种不同液态并存。

  研究人员表示,上述发现将激励他们对水做进一步的研究。水是地球的基本物质形态,其熔点、密度、热容量等70多个特性与大多数液体完全不同,这些独特之处使之成为生命存在的必要条件。对这些特性的细节进行全面探索,不仅有助于开发出污水处理和盐水淡化新技术,应对全球气候变暖导致的重大挑战,同时也能帮助科学家厘清水与盐类分子和生物分子等其他生命物质的关系。

  总编辑圈点

  冰、水、蒸汽,或许你还知道加热到一定温度水会变成等离子体。但自然界可没有教科书那么刻板,在人们熟悉的条条框框之外,永远存在出乎意料的细节,修正我们自以为是的世界观。就拿水的临界状态有两种来说,谁又规定了水只能通过一条道路变成冰呢?说不定下次又会发现冰水的第三种“面相”呢。科学之有趣就是如此。 (记者聂翠蓉)

(责编:贺迎春、熊旭)
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