深入了解过冷水的特性不仅对于冷冻保护过程至关重要,而且也为我们理解基本的生物医学和材料科学过程提供了重要线索。
阿肯色大学的研究团队在探索极低温条件下水的行为时,意外地揭示了水在-66摄氏度(-87华氏度)附近出现一种新的液体形式。
在这项由化学家Feng“Seymour”Wang领导的研究中,他们通过在“过冷”水中进行模拟实验,确认了这一新相在-66摄氏度的温度下发生。
与我们通常认知的水在低于冰点时会形成冰相不同,这里的水保持液态,但是是一种全新类型的液体。
“在微秒的时间尺度上,水实际上并没有形成冰,而是转变成一种新形式的液体,”王解释道。
“这项研究为液-液相变提供了强有力的支持证据,并预测如果水可以被冷却到远低于其正常冰点温度,则密度最小的温度。
我们的研究表明,即使不形成冰,水也会在非常低的温度下膨胀。
”这一令人惊叹的发现不仅在理论上揭示了水在极端条件下的行为,还提供了对水的反常性质的实验证据。
此次研究对解决水的许多反常行为提供了直接的支持,尤其是当水被冷却到极端温度时,其表现出的液-液相变现象。
此外,该研究还使用了冰和液体自适应力匹配(WAIL)中名为“水势”的模拟模型,深入研究了液-液相变过程。
这一突破性研究对于未来的科学和技术领域具有深远的影响。
首先,了解水在极端条件下的行为有助于改进冷冻保护技术,提高组织和器官的保存效果。
其次,对水液-液相变的深入理解为材料科学领域提供了新的视角,可能引领新型材料的发展。
这项研究不仅为水的奇特行为提供了合理解释,还为未来的科学探索打开了一扇新的大门。