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 科学家首获得直接证据，证实水于低温高压条件存在另一临界点
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【卡城华人网 www.calgarychina.ca】 2026-04-01 11:33 免责声明： 本消息未经核实，不代表网站的立场、观点，如有侵权，请联系删除。 |
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为什么冰会漂浮？为什么液态水的体积在0～4℃ 间随温度下降膨胀？这些与水有关的谜团，在科学家找到新的过冷水临界点后悄悄解开。 水对生命至关重要，但水的密度、热容量、可压缩性、黏度、对温度及压力变化的反应都与其他物质截然不同，超出典型液体行为，长期令科学家困惑。 
举例来说，多数材料冷却时收缩，密度从而变高，但水未遵循这种模式，而是在4℃ 左右达到最高密度，因此较冷且密度较高的水下沉，而温度更低的冰块会漂浮在水上。 此外当温度高于4℃，水依循一般的热胀冷缩规律，但当温度介于0～4℃，此时水出现反常「冷胀」，即温度降低体积反而增加。 几十年来，各种理论试图解释水的奇怪特性。 过去科学家已知水在高温高压条件有一临界点，即374℃、218 倍大气压下，液态与气态区别性消失，水进入介于气态与液态之间的独特超临界流体状态。 还有一个理论预测水在极低温、特定高压下具2 种「液态结构」：高密度液态水（HDL）、低密度液态水（LDL），两者之间存在一尚未证实的「液态–液态临界点（Liquid–liquid critical point），问题在于此区域会迅速结冰，过去任何仪器都难看见该区域的液态水行为。 直到最近，瑞典斯德哥尔摩大学团队利用X 射线雷射设备终于拿到「直接证据」，于几10 飞秒内拍下过冷水结冰前结构，揭开水于零下63℃、1,000 倍大气压条件确实存在液态–液态临界点，长期只能透过电脑模拟的意象终于具象化，揭开水难以捉摸的状态。 实验表明水在低温高压下能以2 种不同液相存在，不同之处在于分子结合方式。当温度升高、压力下降，2 种液相的差异性完全消失，两相态合并点就是新确认的临界点。 研究人员强调，日常条件下（较高温度、较低压力）的普通水也会受该临界点影响行为，从而解释水许多特殊特性，包括水在过冷状态下种种「不正常」物理性质。 发现水的「第二临界点」影响程度远比想像深，能改善气候模型及天气预报、细胞及器官冷冻保存技术，甚至促进全新食品保存科技。 新论文发表在《科学》（Science）期刊。 来源：科技新报 编辑(Edit) 删除(Delete) |
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