水是化學(xué)和生物學(xué)中最重要的溶劑，一個(gè)國際研究團隊對水分子如何相互作用有了新的見(jiàn)解。實(shí)驗需要拉德布德大學(xué)FELIX實(shí)驗室提供的亮度特別高的激光器。他們的發(fā)現有助于更好地理解水的奇異性質(zhì)。

盡管水無(wú)處不在，但單個(gè)水分子之間的相互作用尚不完全清楚。研究人員第一次能夠完全觀(guān)察到水分子之間的所有運動(dòng)，即分子間振動(dòng)。各個(gè)水分子相互之間的一定運動(dòng)（稱(chēng)為受阻旋轉）尤其重要。

實(shí)驗過(guò)程

研究小組使用太赫茲光譜技術(shù)研究了最簡(jiǎn)單的可能相互作用，即恰好兩個(gè)單獨的水分子之間的相互作用。研究人員通過(guò)樣品發(fā)送太赫茲范圍內的短輻射脈沖，吸收了部分輻射。

吸收模式揭示了有關(guān)分子之間有吸引力的相互作用的信息。實(shí)驗需要拉德布德大學(xué)的實(shí)驗室FELIX提供的具有特別高亮度的激光器。

研究人員分析了極低溫度下的水分子。為此，他們先后將單個(gè)水分子存儲在微小的超流體氦滴中，該氦的溫度低至0.4開(kāi)爾文（或-272.75攝氏度）。

液滴像真空吸塵器一樣工作，捕獲單個(gè)水分子。由于溫度低，兩個(gè)水分子之間會(huì )發(fā)生穩定的鍵合，這在室溫下是不穩定的。

該實(shí)驗設置使該小組首次記錄了兩個(gè)水分子受阻旋轉的光譜?！八肿釉诓粩噙\動(dòng)，”馬丁娜·哈維尼斯（Martina Havenith）解釋說(shuō)?！八麄冃D，打開(kāi)和關(guān)閉?！?但是，附近有第二個(gè)水分子的水分子無(wú)法自由旋轉-這就是為什么將其稱(chēng)為“阻礙旋轉”的原因。

研究結果

水分子的相互作用也可以以所謂的水勢的形式表示?！斑@是一種多維圖，它指出了當分子之間的距離或角度改變時(shí)，水分子的能量如何變化，” Martina Havenith解釋說(shuō)。

所有屬性，例如密度，電導率或蒸發(fā)溫度，都可以從水勢中得出。研究人員說(shuō)：“我們的測量現在可以對迄今為止開(kāi)發(fā)的所有潛力進(jìn)行最佳測試?！?/p>