科学家们发现了水的一种新形态——它既不像固体,也不像液体

广告

我们一直被教导说,水只能以另外两种状态存在,即冰或气。然而,剑桥大学的科学家们发现,纳米分子层中的水既不是液态也不是固态,而是在高压下具有很高的导电性。

如果我们谈论“散装水”:它在冻结时膨胀,具有高沸点。然而,当水被压缩到纳米级时,它的特性就会发生巨大变化。

研究人员在分子水平上发现了一些新的水相,通过创造新的方法来预测异常行为,具有极高的精度。

水被困在膜之间或微观纳米尺度的空间是常见的;它可能存在于从人体膜到地质构造的任何东西中。然而,纳米承压水的新相与我们消耗的水有显著不同。

目前,在纳米尺度上描述水相的困难阻碍了对其行为的完全理解。

剑桥大学的科学家们在发表在《自然》杂志上的一篇报告中描述了他们如何利用计算技术的突破,精确估计纳米分子厚的水层的相图。

剑桥大学领导的团队利用各种计算方法在第一性原理层面上调查单个水层。根据科学家的说法,被限制在纳米分子厚度层中的水会经历多个阶段,包括“六相”阶段和“超离子”阶段。

水在六相时表现为介于固体和液体之间。然后,水在超离子阶段变得非常导电,超离子阶段发生在更大的压力下,驱动质子穿过冰,就像导体中的电子流动一样。

在纳米尺度上理解水的行为对于许多新兴技术来说意义重大。水在人体小腔内的行为可以决定医疗的结果。

预测承压水的行为对于制造用于电池、海水淡化和无摩擦液体运输的高导电电解质至关重要。

剑桥大学的Venkat Kapil博士表示,正确理解水的行为是所有领域的根本问题。

该论文的第一作者,Yusuf Hamied他指出,他们的方法将“能够以前所未有的预测精度对石墨烯类通道中的单层水进行调查”。

研究结果发表在自然

广告

留下回复

你的电邮地址将不会公布。必填字段已标记