X射線發現水存在兩種不同液態形式 有助於開發水處理技術

據物理學家組織網26日報道，瑞典科學家利用X射線進行研究后發現，水在開始結冰的低溫條件下，其內同時存在兩種不同結構和黏稠度的液相。發表在最新一期《美國國家科學院院報》上的這一重要發現，對全面認識水及與其息息相關的生命基本物質的特性具有重要意義。

一般認為，冰是一種排列規則的晶體，但地球上的冰最普遍的卻是以非晶體形式存在的無序態，而且這種非晶體包括可以相互轉換的低密度和高密度兩種不同形式。很早以前就有科學家推測，兩種不同非結晶態的冰分別對應兩種不同黏稠度的液相水，共存於水中的兩種液相賦予水許多與眾不同的特性。

但這一假設始終沒有獲得驗証。這次，斯德哥爾摩大學化學物理學家安德森·尼爾森帶領其團隊攻克了這一難關。他們利用美國阿爾貢國家實驗室的X射線裝置，測出水內含有兩種不同結構和密度的相態，隨后，他們進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，對液態水進行動力學研究后証實，這兩種相態都是液相，水確實以兩種不同液態並存。

研究人員表示，上述發現將激勵他們對水做進一步的研究。水是地球的基本物質形態，其熔點、密度、熱容量等70多個特性與大多數液體完全不同，這些獨特之處使之成為生命存在的必要條件。對這些特性的細節進行全面探索，不僅有助於開發出污水處理和鹽水淡化新技術，應對全球氣候變暖導致的重大挑戰，同時也能幫助科學家厘清水與鹽類分子和生物分子等其他生命物質的關系。（記者 聶翠蓉）