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X射線發(fā)現(xiàn)水存在兩種不同液態(tài)形式

2017-06-29 10:26:45中國(guó)化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng)閱讀量:920 我要評(píng)論


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  瑞典科學(xué)家利用X射線進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn),水在開(kāi)始結(jié)冰的低溫條件下,其內(nèi)同時(shí)存在兩種不同結(jié)構(gòu)和黏稠度的液相。發(fā)表在新一期《美國(guó)國(guó)家*院報(bào)》上的這一重要發(fā)現(xiàn),對(duì)全面認(rèn)識(shí)水及與其息息相關(guān)的生命基本物質(zhì)的特性具有重要意義。
 
  一般認(rèn)為,冰是一種排列規(guī)則的晶體,但地球上的冰普遍的卻是以非晶體形式存在的無(wú)序態(tài),而且這種非晶體包括可以相互轉(zhuǎn)換的低密度和高密度兩種不同形式。很早以前就有科學(xué)家推測(cè),兩種不同非結(jié)晶態(tài)的冰分別對(duì)應(yīng)兩種不同黏稠度的液相水,共存于水中的兩種液相賦予水許多與眾不同的特性。
 
  但這一假設(shè)始終沒(méi)有獲得驗(yàn)證。這次,斯德哥爾摩大學(xué)化學(xué)物理學(xué)家安德森·尼爾森帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)攻克了這一難關(guān)。他們利用美國(guó)阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的X射線裝置,測(cè)出水內(nèi)含有兩種不同結(jié)構(gòu)和密度的相態(tài),隨后,他們進(jìn)一步利用德國(guó)電子同步加速器研究所(DESY)的大型X射線實(shí)驗(yàn)裝置,對(duì)液態(tài)水進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究后證實(shí),這兩種相態(tài)都是液相,水確實(shí)以兩種不同液態(tài)并存。
 
  研究人員表示,上述發(fā)現(xiàn)將激勵(lì)他們對(duì)水做進(jìn)一步的研究。水是地球的基本物質(zhì)形態(tài),其熔點(diǎn)、密度、熱容量等70多個(gè)特性與大多數(shù)液體完全不同,這些獨(dú)特之處使之成為生命存在的必要條件。對(duì)這些特性的細(xì)節(jié)進(jìn)行全面探索,不僅有助于開(kāi)發(fā)出污水處理和鹽水淡化新技術(shù),應(yīng)對(duì)氣候變暖導(dǎo)致的重大挑戰(zhàn),同時(shí)也能幫助科學(xué)家厘清水與鹽類分子和生物分子等其他生命物質(zhì)的關(guān)系。

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