科技日報記者 劉霞
美國加州大學圣迭戈分校和意大利羅馬大學的科學家，借助超級計算機的強大模擬能力，發(fā)現(xiàn)液態(tài)水在特定的高壓和低溫下，會展示出高密度和低密度兩種不同的液相。相關論文發(fā)表于最新一期《自然·物理學》雜志。
大多數(shù)液體都是均質(zhì)的，它們一起流動，無法將兩個液體分子區(qū)別開來。水在大多數(shù)情況下也是如此。然而在1992年，科學家提出一個理論：在一定的溫度和壓力下，液態(tài)水會達到一個臨界點。在這一臨界點上，它將不再是均勻的。
1992年的模擬很粗糙，但隨著計算機技術的飛速發(fā)展，科學家能做出更詳細、更準確的模擬。在最新研究中，研究團隊運用機器學習技術和算法，創(chuàng)建出了與實驗測量結(jié)果高度吻合的水分子模型。
他們在超級計算機上對這些模型進行了長達兩年的模擬。結(jié)果顯示，在-75.1℃和1250倍大氣壓這一臨界點上，液態(tài)水自動分離成高密度和低密度兩種狀態(tài)。
研究團隊表示，最新研究為人們長期懷疑但從未直接觀察到的現(xiàn)象提供了迄今最準確的預測。隨著技術的不斷發(fā)展，他們希望這一成果可被用于日常溫度和壓力下，設計出與水具有類似特征的合成液體。這種能從低密度向高密度轉(zhuǎn)變的液體，行為與多孔海綿相似，可用于捕獲污染物或幫助水脫鹽。
研究團隊坦言，目前在實驗室中重現(xiàn)上述條件，創(chuàng)造出液態(tài)水的這種分離狀態(tài)，仍面臨極大挑戰(zhàn)。不過，納米液滴技術提供了一條有效途徑，它可產(chǎn)生微小水滴，并通過表面張力產(chǎn)生高內(nèi)壓，為通過實驗證實這一現(xiàn)象帶來了希望。
