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中國科學家初次証實“水變冰”百年理論預言

2019-12-24 03:44

  本報訊(記者 邱晨輝)俗話說,“冰凍三尺,非一日之寒”,那麼水毕竟是怎麼變成冰的?這個問題看似簡單,上百年來卻沒有人能夠說得明白。现在,中國科學家在實驗上“再現”了水結冰的過程,提醒了這一過程中“臨界冰核”的存在,証實了經典臨界冰核理論的百年預言。

  12月19日,國際著名學術期刊《天然》在線發表了這一由中國科學院化學研讨所王健君、中國科學院大學周昕團隊領銜实现的科研结果。這也是科學界初次在實驗中証實臨界冰核的存在。

  該结果論文通訊作者、中國科學院化學研讨所研讨員王健君告訴中國青年報·中國青年網記者,懂得水結冰過程不僅滿足了人們的猎奇心,更是有效的知識——作為一個天然界的广泛現象,它不僅影響著地球上的氣候、地質及性命,還在化學工業、低溫生物學、资料科學等領域發揮著至關主要的感化,比方,細胞和組織的低溫凍存、維持疫苗在生產和輸運過程中的高活性、飛機等交通东西的防冰涂層。

  根據熱力學道理,水分子在溶液中會不绝地進行熱運動,當溫度低於冰點,水分子會趨向進行有序的陈列。

  冰核的构成,就是水分子的無序熱運動和水分子有序陈列的競爭結果。當构成的冰核巨细超過臨界尺寸時,即构成臨界冰核時,水才會開始結冰。

  近百年前,科學家吉布斯提出臨界冰核理論,並被寫入教科書。但是,臨界冰核的真實面貌卻始終沒人見過。

  王健君說,臨界冰核是水和冰相變過程中瞬間存在的過渡態——納秒級別,尺寸十分小——納米級別。

  现在,王健君團隊攜手中國科學院大學周昕教学胜利探測到臨界冰核。實驗結公道論計算,簡潔清楚地失掉了臨界冰核的尺寸。

  韓國工程院院士Dong June AHN評價道,該研讨在冰成核領域是存在裡程碑意義的任务之一。

(責編:何淼、岳弘彬)