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新研究中解决水的奥秘

永利网站游戏 2018-10-19 12:09:01 专栏

尽管我们完全依赖它,但水是一个谜

科学家们不明白为什么它会在冷却时膨胀,为什么热水比冷水更快地变成冰,或者它的非凡的表面张力使它能够粘附在土壤上并支撑着昆虫

“这几乎就像水试图掩盖其秘密,”英国布里斯托尔大学的数学家约翰拉索说,他认为他可能已经找到了一个

巴西的Silvana Lima在WSL创始人冲浪杯之前的练习赛中挥舞着一波

表面张力,让波浪保持其形状,是水的许多异常之一

马克·拉尔斯顿/法新社/盖蒂图片社大多数寻求解决水的奇怪问题的科学家将其暴露在极端条件下,例如极低温度

Russo和东京大学的同事采用了不同的方法,创造了“极端水”的计算机模型,正如他所描述的那样

在他们的模拟中,他们改变了将分子保持在一起的键,直到它们开始表现得像更正常的液体

“我们关闭了这种陌生感,”Russo说

然后,团队可以看到异常行为所需的债券结构

例如,当模拟冰不再漂浮时,团队知道他们已经消除了造成这种特殊特征的结构

他们的结论与他们的主题一样令人惊讶

“你应该把水视为两种混合在一起的独立液体,”Russo说

它们之间的区别:将分子保持在一起的氢键

在一个中,四个被排列成有组织的,对称的四面体 - 具有四个面的金字塔

另一方面,金字塔是无序的和相互联系的

水,似乎是等于秩序和混乱 - 地球最宝贵的资源的诗意结果

一名冰游泳运动员潜入中国辽宁省东北部沉阳的一个部分冰冻的湖泊

冰漂浮在水面上,因为它的固态密度低于液态,这是这种物质的一个奇怪特征

AFP / Getty Images 4月份发表在“美国国家科学院院刊”上的这一发现可能会影响气候变化模型,预测气候变暖将如何改变我们的世界

国家海洋与大气管理局的水文学家克里斯米莉说:“水对于气候工作方式的基本物理学至关重要

例如,水晶在云层中形成的方式还不是很清楚,但晶体决定了太阳光会反射回太空的程度,这对于模拟未来变暖很重要

在这些幻灯片中看到本周所有最好的照片

米莉说解释水的奇怪行为并不像仅仅知道它存在那么重要,这意味着双液理论可能无法改善气候模型

但这只是一个潜在的应用

冷冻保存(冷冻组织)和许多基本的生物过程依赖于水的奇异特性

Russo希望进一步的研究将揭示更多的秘密

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作者:贝截

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