美國加州大學聖迭戈分校和意大利羅馬大學的计算机模科學家,借助超級計算機的拟出強大模擬能力,發現液態水在特定的两种高壓和低溫下,會展示出高密度和低密度兩種不同的液相液相。相關論文發表於最新一期《自然·物理學》雜誌。计算机模
大多數液體都是拟出均質的,它們一起流動,两种無法將兩個液體分子區別開來。液相水在大多數情況下也是计算机模如此。然而在1992年,拟出科學家提出一個理論:在一定的两种溫度和壓力下,液態水會達到一個臨界點。液相在這一臨界點上,计算机模它將不再是拟出均勻的。
1992年的两种模擬很粗糙,但隨著計算機技術的飛速發展,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,創建出了與實驗測量結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。結果顯示,在-75.1℃和1250倍大氣壓這一臨界點上,液態水自動分離成高密度和低密度兩種狀態。
最新研究為人們長期懷疑但從未直接觀察到的現象提供了迄今最準確的預測。隨著技術的不斷發展,團隊希望這一成果可被用於日常溫度和壓力下,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變的液體,行為與多孔海綿相似,可用於捕獲汙染物或幫助水脫鹽。
團隊坦言,目前在實驗室中重現上述條件,創造出液態水的這種分離狀態,仍麵臨極大挑戰。不過,納米液滴技術提供了一條有效途徑,它可產生微小水滴,並通過表麵張力產生高內壓,為通過實驗證實這一現象帶來了希望。