水是两种液体的混合物吗? AI 在 7400 万张分子快照中找到证据

水实际上可能是两种形状不断变化的形式的混合物。

来源:ZME科学

一杯水可能看起来完全均匀,但在分子水平上,它可能携带着两种不断交换位置的不同形式。

科学家们怀疑液态水不是单一的微观结构,而是由两种不同的局部排列组成——一种是密度更大、更无序的结构,另一种是密度较小、更有序的结构。这些结构不断地相互转化。

“根据二态假说,液态水可以被视为两种不同结构的混合物,A和B,但没有人见过真正的‘纯A’或‘纯B’液态水,”香港城市大学材料科学与工程教授曾晓成告诉Phys.org。

在他们的最新研究中,Zeng 和他的团队使用人工智能揭示了他们所说的迄今为止最清晰的分子水平证据,证明这两种结构的存在。

这一发现可能有助于解释水的一些最令人费解的行为,并强化长期以来备受争议的关于液态水如何在分子水平上组织的理论。

研究水的隐藏结构一直是一项艰巨的任务

水的分子结构一直是个谜的原因之一是,研究人员很大程度上依赖局部密度和分子能量等测量来识别不同形式的水。

虽然有用,但这些量无法清楚地区分两种提议的结构,即使经过多年的模拟和实验,争论也仍未得到解决。

这两种形式之间的转变——称为液-液相变 (LLPT)——被认为发生在深度过冷的水中,这种状态极难研究,因为水在科学家观察到之前会迅速结晶成冰。

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这次改变了什么

以人工智能方式解码水

然后研究人员以多种不同的方式调整这些限制,直到隐藏的分子模式变得清晰。