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科学家终于解开了纳米尺度空间中水的数十年之谜
科学家们通过证明压力（而不是微小的空间）决定了水在纳米尺度上的行为，从而解决了一个长期存在的谜团。水是地球上研究得最透彻的物质之一，但科学家们花了几十年的时间争论一个令人惊讶的简单问题：当水被挤压到只有几 [...] 的空间时，它的化学性质会发生什么变化？
来源:SciTech日报科学家通过证明压力（而不是微小的空间）决定了水在纳米尺度上的行为，从而解决了一个长期存在的谜团。
水是地球上研究得最透彻的物质之一，但科学家们花了几十年的时间争论一个令人惊讶的简单问题：当水被挤压到只有几个分子宽的空间时，它的化学性质会发生什么变化？这些微小的环境存在于纳米级的孔隙、膜甚至生物通道内，但研究人员长期以来对于单独的限制是否会增加或减少水的化学反应性持不同意见。
一项新的研究现在提供了答案，表明这个解释比之前认为的更加微妙。
为什么水分解很重要
水最重要的化学性质之一是它能够分裂成两种带电粒子：H2O（水合氢离子）和 OH（氢氧根离子）。该过程确定 pH 值，pH 值测量溶液的酸性或碱性（碱性）程度。它还在酸碱化学中发挥着核心作用，影响着从为活细胞提供动力的酶到电池内部电化学反应的一切。
这项新研究的目标是确定将水限制在纳米级空间内是否会改变这种分裂发生的容易程度。
压力而非禁闭解释了这个谜团
在《科学进展》上发表的一项研究中，来自剑桥大学、哈佛大学、加州理工学院和马克斯·普朗克聚合物研究所的研究人员发现，纳米约束水的表观化学反应性在很大程度上取决于密度、孔径、壁柔韧性和表面化学等因素。
然而，他们发现禁闭本身并不是真正的原因。
“文献中的矛盾很大程度上是因为科学家在没有意识到的情况下比较了不同有效压力或密度的系统。”