一篇新发表在《科学》杂志上的论文揭示,水中欧体育官方网站可以以两种不同密度的液体存在。

布鲁克林学院副教授Nicolas Giovambattista是物理系主任,也是纽约市大研究生中心物理和化学博士项目的成员,他是一个国际团队的成员,该团队帮助证明了水具有多种液态,这对水环境中的低温化学和生化过程具有潜在的影响。他们的研究结果发表在11月20日的《科学》杂志上。

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乔万巴蒂斯塔说:“中欧体育APP的研究表明,当水达到大约-63摄氏度时,它中欧体育官方网站可以分离成两种液态,其中一种液态的密度比另一种液态的密度高20%。”“这是一个基本的发现,中欧体育官方网站可以自然地解释水在低温下的许多异常性质。”

Giovambattista补充说,大约30年前,基于计算机模拟的结果,人们提出了水以两种不同液态存在的可能性。这个反直觉的假设一直是水的化学和物理学中最重要的问题之一,从一开始就是一个有争议的场景。这是因为能够在水中获得两种液态的实验非常具有挑战性,因为在两种液体应该存在的条件下,显然不可避免地会形成冰。

中欧体育APP所熟悉的通常的“液态”水对应于正常温度下的液态水(大约25摄氏度)。然而,该论文表明,低温(约-63摄氏度)下的水以两种不同的液体状态存在,低压下的低密度液体和高压下的高密度液体。这两种液体的性质明显不同,密度相差20%。结果表明,在适当的条件下,水应该作为两种不混相的液体存在,这种液体被一薄界面分开,类似于油和水的共存。

侧边栏:它的含义

水是一种无处不在的液体,具有许多非常独特的性质。它对压力和温度变化的反应方式可能与中欧体育APP所知道的其他液体完全不同,这些特性对许多实际应用至关重要,尤其是对中欧体育APP所知道的生命。长期以来,导致这些异常现象的原因一直是科学灵感的源泉,有许多潜在的理论解释。这项研究证明了水中欧体育官方网站可以以两种不同的液态存在,这中欧体育官方网站可以解释水的许多异常性质。该团队使用了复杂的实验和计算机模拟来支持他们的发现,布鲁克林学院副教授尼古拉斯·乔凡巴蒂斯塔(Nicolas Giovambattista)参与了这些实验和计算机模拟。

因为水是地球上最重要的物质之一——中欧体育APP所知道的生命的溶剂——它的“相行为”在不同的领域起着基本的作用,包括生物化学、气候、低温保存、低温生物学和材料科学,以及在许多工业过程中,水作为溶剂、产物、反应物或杂质。由此可见,水的相行为的不寻常特征,如两种液态的存在,会影响许多科学和工程应用。

Giovambattista说:“总的来说,两种液体的存在如何影响水溶液的行为,特别是这两种液体如何影响水环境中的生物分子,这仍然是一个悬而未决的问题。”“这激发了对潜在应用的进一步研究。”

这个国际团队由瑞典斯德哥尔摩大学化学物理学教授安德斯·尼尔森(Anders Nilsson)领导。这些实验被Giovambattista描述为“科幻小说般的”,是由来自斯德哥尔摩大学、浦项科技大学和浦项加速器实验室(位于韩国浦项)的x射线自由电子激光实验室,以及位于加州门洛帕克的SLAC国家加速器实验室的同事进行的。计算机模拟是由Giovambattista和新斯科舍省Antigonish圣弗朗西斯泽维尔大学教授Peter H. Poole进行的。计算机模拟在实验解释中起着非常重要的作用,因为这些实验非常复杂,一些观测数据是不可获得的。