X射線發(fā)現(xiàn)水存在兩種不同液態(tài)形式
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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)，水在開始結(jié)冰的低溫條件下，其內(nèi)同時存在兩種不同結(jié)構(gòu)和黏稠度的液相。發(fā)表在新一期《美國國家*院報》上的這一重要發(fā)現(xiàn)，對全面認(rèn)識水及與其息息相關(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，兩種不同非結(jié)晶態(tài)的冰分別對應(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)始終沒有獲得驗證。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)隊攻克了這一難關(guān)。他們利用美國阿爾貢國家實驗室的X射線裝置，測出水內(nèi)含有兩種不同結(jié)構(gòu)和密度的相態(tài)，隨后，他們進(jìn)一步利用德國電子同步加速器研究所(DESY)的大型X射線實驗裝置，對液態(tài)水進(jìn)行動力學(xué)研究后證實，這兩種相態(tài)都是液相，水確實以兩種不同液態(tài)并存。
研究人員表示，上述發(fā)現(xiàn)將激勵他們對水做進(jìn)一步的研究。水是地球的基本物質(zhì)形態(tài)，其熔點、密度、熱容量等70多個特性與大多數(shù)液體完全不同，這些獨特之處使之成為生命存在的必要條件。對這些特性的細(xì)節(jié)進(jìn)行全面探索，不僅有助于開發(fā)出污水處理和鹽水淡化新技術(shù)，應(yīng)對氣候變暖導(dǎo)致的重大挑戰(zhàn)，同時也能幫助科學(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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