科普:零下44攝氏度水的物理性質最奇特

　　新華社北京１２月３１日電 瑞典一項新研究發現，水能在兩種不同的液相形態間振蕩切換，這種振蕩在零下４４攝氏度最為劇烈，導致水的一些物理性質在這個溫度下表現得最為奇特。

　　與其他物質相比，水的物理性質獨具特點。例如，多數物質的密度會隨溫度降低而增大，並且固態密度大於液態；但水的密度在４攝氏度時最大，而冰的密度反而比液態水小。一直以來科學家對這些特性的成因充滿好奇。

　　斯德哥爾摩大學教授安德森·尼爾松領銜的團隊此前研究發現，水能以兩種不同密度的液相形態並存，並在兩者之間振蕩切換。

　　在最新研究中，這個團隊利用Ｘ射線雷射器，在不同溫度下向高純度液態水樣本發射持續時間超短的Ｘ射線脈衝。在不改變壓力情況下，即使溫度低於零攝氏度，高純度水樣本的結冰率也很低。他們獲得的圖像顯示，隨著溫度降低，水在兩種液態間的振蕩逐漸增強，在零下４４攝氏度時這種振蕩狀態達到峰值。

　　研究人員解釋說，兩種液態水的密度和粘度不同，水分子鍵的連結方式也不同。正是因為水不停地在兩種液相間振蕩，所以表現出了一些奇特物理性質。比如零攝氏度以下液態水會持續膨脹，而且溫度越低膨脹越明顯，壓縮性和熱容量也會顯著變化。在零下４４攝氏度振蕩最劇烈時，水的物理性質也表現得最奇特。

　　「過去幾十年來，（科學界）有很多猜測和理論來解釋水分子獨特性質的成因，以及為什麼隨著溫度降低，這些獨特性質表現得越發明顯。現在我們找到了這樣一個峰值，這意味著在壓力不斷升高過程中也存在一個拐點。」尼爾松說。

　　這項研究即將發表在美國《科學》雜誌上。