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水的玻璃化转变，从相变材料中洞察。
水在创造和维持生命方面发挥着重要作用，可视为地球上最重要的分子。地球上的水以液态和结晶冰的形式存在，但宇宙中的大部分水以无定形状态存在于星际颗粒表面 1 。第一种人造无定形水于 1935 年通过气相沉积法制成 2 ，但至今，无定形水的最基本特性之一：玻璃化转变温度，仍不清楚。根据制备方法 3 ，无定形水有多种形式。无定形水是通过压缩冰 I h 以获得高密度无定形形式 (HDA) 4 而产生的。随后，通过在环境压力下重新加热，可以将这种 HDA 形式转化为低密度无定形形式 (LDA)。另一种通常称为无定形固体水 (ASW) 的形式可以通过气相沉积法产生，存在于星际尘埃颗粒中 1 。还可以通过在预冷至 77 K 5 的 Cu 基板上沉积蒸汽，在实验室中生成和研究 ASW。最后，通过将悬浮的液态水滴以超音速喷射到预冷至 77 K 6 的 Cu 基板上，冷却可生成超淬火玻璃水 (HGW)。这些非晶态水是否可以正式被视为玻璃状，取决于它们是否表现出可测量的玻璃化转变。在这方面，水的玻璃化转变话题已经陷入争议超过四十年 7-14 。根据对退火 HGW 的直接量热测量，水的玻璃化转变温度 T g 为 136 K 已被广泛接受 6 。还发现该值与二元水溶液的 T g 外推一致 7 。然而，后来有人认为，根据对多个超淬玻璃的预 T g 放热曲线的测量，正确的 T g 应该更接近 165 K 10 。然后得出结论，由于在以接近 20 K/min 的常规速率加热时快速结晶，因此无法直接测量非晶态水的 T g 。进一步有人认为，在 136 K 观察到的吸热实际上是先前退火程序产生的阴影 T g 11 。这与以下观察结果一致：136 K 下微弱吸热的幅度只是预期加热幅度的一小部分