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经过数十年的研究，科学家终于破解了水最奇怪行为的谜团
两种液态水之间隐藏的转变可能可以解释其最令人费解的特性。为什么水在 4°C (39.2°F) 时密度最大？为什么它对于生命的起源和生存如此重要？这些基本问题似乎应该在教科书中有简单的答案，但它们仍然是科学的一些[...]
来源:SciTech日报两种液态水之间隐藏的转变可能可以解释其最令人费解的特性。
为什么水在 4°C (39.2°F) 时密度最大？为什么它对于生命的起源和生存如此重要？这些基本问题似乎应该在教科书中有简单的答案，但它们仍然是科学上最持久的谜团。
经过十多年的研究，研究人员现在表示他们已经发现了水异常行为的根本原因。他们的发现可能会改变教科书中对水的解释方式。
由浦项科技大学化学系 Kyung Hwan Kim 教授领导的研究小组与斯德哥尔摩大学物理系 Anders Nilsson 教授合作，直接观测到了水的液-液临界点（LLCP）。几十年来，这种现象一直是科学界最困难的挑战之一。该研究发表在《科学》杂志上。
尽管水是研究最多的物质之一，但它仍然没有被完全理解。一个主要观点认为，其奇怪的特性来自于液-液临界点的存在，在这种情况下，两种不同液体形式的水变得无法区分。
“无人区”的挑战
科学家们早就预测，如果 LLCP 存在，它将位于约 -40°C (-40°F) 至 -70°C (-94°F) 之间的深度过冷范围，通常被称为“无人区”。为了测试这一点，研究人员必须研究在 -40°C (-40°F) 以下保持不冻结的液态水。然而，在这个范围内，水结冰的速度非常快，传统的测量方法无法捕捉到它，使得直接观察在几十年内几乎不可能。
十年来的突破
2017 年，研究人员首次证明液态水可以在低至 -45°C (-49°F) 的温度下研究而不结冰。这证明曾经“难以到达”的地区是可以探索的。
直接观察临界点
DOI：10.1126/science.aec0018