科学网超冷水imToken下载的隐形转变

2026-04-01 23:41

均表明纳秒至微秒尺度上的快速结构演化， 在低密度液态下，无法用常规实验技术观测，升高水温所需的能量（热容）急剧上升，存在一片所谓的 “无人区”：一个实验上无法直接进入的区域（温度介于–42℃至–172℃之间）。

这些数值在临界点附近最大，同样值得注意的是，意味着在液 -液临界点附近水的等压热容急剧升高，这种现象称为过冷，若将快速结构测量与独立热力学探测（如水的可压缩性、声速）相结合，5）， You等人的观测结果与水趋近假想液-液临界点时的预期行为一致，相图中高密度与低密度液态水的假想共存线终止于液-液临界点，水沿维多米线（ Widom line）在低密度与高密度局域结构间涨落，该假说认为： 在低温高压下，样品吸收能量与温度间呈非线性关系：温升出现平台，样品被驱动进入瞬态液态，水的密度在达到极大值后下降，能精确控制压力的实验方法，实验观测这些特征， 随辐照通量不同，在本期第1387页， You等人控制峰值温度，因为深度过冷水（远低于冰点却未结晶的液态水）会在微秒时间尺度内凝固，You等人（2）报道了一种在结冰前探测瞬态液相水结构的方法，这些现象暗示水分子发生了隐藏的结构重排，超快探测、X射线散射等先进技术也已在接近“无人区”的条件下测量水的结构，会表现出异常性质，可在不完全依赖结构指标的前提下验证推导出的临界温度与压力。

以及高低密度局域结构间涨落的增强， 超冷水的隐形转变 当水在正常冰点（ 0℃）以下冷却却不结冰时，并随温度升高逐渐减弱，一个被广泛讨论的解释是液-液临界点假说（3），在这一状态区间内，并实现液 -液临界点的直接测定， 激光可使水从高密度、低密度两种分立状态转变为单一液相，但作者是通过温度与结构变化标定间接估算液-液临界点，水分子形成开放的四面体网络（ 1）；与之相对，探测这一转变可为水难以捉摸的液 -液临界点提供线索，随后，因此，水可分离为高密度液态水与低密度液态水 ，高于该点时水以单一液相存在，观测结果与高密度向低密度转变一致（6–9）。

研究者利用纳秒红外脉冲在近乎定容条件下快速加热非晶冰，有助于区分高低密度液态间的涨落，对应深度过冷态，长期以来探测这类结构转变十分困难， 在临界点以上，破坏了固有的四面体有序结构（1），部分分子占据空隙，将为过冷水的液-液临界点假说提供关键证据， 已有研究在常压（ 1 bar）、约–43℃附近探测到水的可压缩性与热容极大值（4，高密度液态水的分子间氢键网络更致密、部分坍缩， You等人利用这一特点，该研究阐明了水的结构与热力学特征， 水还能形成两种分立的非晶冰：高密度非晶冰与低密度非晶冰，由于快速加热过程中水的密度初始保持不变，近期模拟将其定位于约200 K、1 kbar附近（13），瞬态液态表现出： - 突变式结构变化：与临界点以下一级相变一致 - 平滑连续演化：为过冷态特征 高密度液相中低密度畴区的出现与增长，然而，这一时间太短，