止动运动实验揭示过冷水的双重性

时间：2022-06-05 09:58:10来源：

过冷水可能是两种交易。

长期理论使得液态水在低于冷冻的温度下由分子的两种不同的分子布置组成，具有高密度和密度低的分子。现在，实验为该理论提供了新的证据，研究人员在9月18日科学中报告。

通常，由于水中的杂质，诸如水中的灰尘，冰晶可以成核的杂质，水冻结在0°Celsius以下。但纯净的水缺乏那些结晶踢腿，可以保持液体到更低的温度，一种称为过冷的现象。

在20世纪90年代，一组物理学家提出，在高压和非常低的温度下，过冷水分裂成两种不同密度的不同液体。在大气压下，在发生新实验的情况下，过冷却水将保留某些行为的痕迹，导致高密度和低密度的分子的小规模，瞬态布置。正常液体只有一种这样的布置，而不是两个。

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虽然实验已经暗示了这种效果，但科学家们没有能够将其全部固定在下（SN：6/18/14).“在实验非常难以看的情况下，有一个温度区域，”太平洋西北国家实验室朗兰，清洗。

在约-113°C和-38℃之间，液体即使完全纯净，液体也会变得非常迅速。这使得缩短其性质困难，因为必须在水冻结前的一秒钟的一部分中进行测量。

现在，Kringle和同事瞥见了模糊的温度制度，实验有点像止动电影。它们使用激光加热一层薄的水薄膜，然后快速冷却液体。用红外线击中薄膜透露水分子如何随着水分挤压，暗示在水的结构上。然后，该团队重复了这一过程，拍摄了这种结构如何随着薄膜被加热和冷却而随着时间的推移演变的。这让科学家们在电气温度下测量液体的性质，如果在那里持续时间较长时期会迅速结晶。

研究人员得出结论，如前所述，可以通过两种不同的分子布置的共存来解释水的行为。但是，该团队没有直接测量这些结构的密度，因此还需要更多的工作来确认理论是否正确。

“技术的结合是相当新的，原创的，”普林斯顿大学的化学工程师Pablo debenyetti没有参与这项研究。

更好地理解过冷水的奇怪性质可能有助于科学家了解水的怪癖。例如，与大多数物质不同，水在冻结时膨胀，使其比其液体形式更少。这就是为什么冰漂浮在杯子里的原因以及为什么它坐落在湖顶上，留下一个液体层，可以在冬天遮挡水生生活。

“水是一种非常奇怪的液体，”研究该研究的共同驻地，也在太平洋西北国家实验室。“但每个人都熟悉它，所以我们并没有真正意识到它有多奇怪。”