【博科园-科学科普（关注“博科园”看更多）】水总是重要的，总是有争议的，总是令人着迷，仍然令人惊讶。根据亚利桑那州立大学化学家C.奥斯汀安杰尔所说：对于一种在地球上无处不在的物质，我们的星球有四分之三被水覆盖，研究人员仍然会对其某些性质感到惊讶。ASU分子科学学院的摄政教授Angell花费了他卓越的职业生涯中很大一部分时间来追踪一些水的更好奇的物理特性。在科学杂志（3月9日）发表的一项新研究中，阿姆斯特丹大学的Angell及其同事第一次观察到水理论家预测的一个更有趣的特性——即在足够的超冷和在特定条件下，它会突然从一种液体变成另一种液体。新的液体仍然是水，但现在它的密度较低，并且氢键合分子排列不同，键合更强，使其成为更粘稠的液体。
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这与'聚水'无关，几十年前的一场科学惨败。新现象是液——液相变，直到现在它才被用于水模型的计算机模拟中。直接在真水中观察这种现象的问题是，在理论说它应该发生之前不久，真正的水突然结冰成冰。这被称为“结晶帷幕”，几十年来它在理解水生物理学和水生物学方面取得了进展。这种结晶温度与玻璃态水（由蒸汽中的水分子沉积而形成）在加热过程中结晶的低得多的温度之间的区域被称为”无人区“，我们找到了一种方法来拉开'结晶幕'，就足以看清背后发生了什么或者更正确地说它在下面。
水的相变对于众多应用的理解很重要。例如冬季混凝土路面和人行道的众所周知的破坏性起伏是由于混凝土下的水变为冰的相变。在当前工作中描述的液态之间的相变与向冰的过渡有许多共同之处，但它发生在低得多的温度下，约-90℃（-130°F），并且仅在超冷条件下才发生在可预见的未来可能仍然主要是科学好奇心。安吉尔解释说：几年前他和他的研究助理赵佐峰正在研究一种特殊类型的“理想”水溶液的热行为，他们一直在探索球状蛋白质的折叠和展开。他们想要观察这些解决方案的超级冷却和玻璃化能力。为了寻求玻璃态域的限制，他们增加了额外的水以增加冰结晶的可能性，并发现当冷却盐溶液时通常会发现冰不像结晶冰（留下未冻结溶液）一样最终演变为热量，而是实际上释放加热形成新的液相。
新液体更粘稠，甚至玻璃状。此外通过逆转温度变化的方向，Angell和Zhao发现，在任何冰块开始结晶之前，他们可以将新的阶段转换回原始的解决方案。Angewandte Chemie发表的这一观察结果引起了相当大的兴趣，但没有结构性的信息来解释发生了什么。当Angell两年前访问了阿姆斯特丹大学时，情况发生了变化，并遇到了红外光谱学专家桑德尔·沃特森，他对这一现象的结构方面非常感兴趣。在科学论文中，与Woutersen他的学生Michiel Hilbers和他的计算同事Bernd Ensing组成的小组现在已经表明，液 - 液过渡中涉及的结构具有相同的光谱特征 - 和相同的氢键模式 - 见由费力的替代工艺（水的高密度和低密度无定形固体相）产生的两种已知的玻璃状冰。
液过渡现在被看作是1994年报道的两种纯净水状态之间变化的'活生生的类比'，它使用纯压力作为驱动力。
结果似乎“提供的纯净水的‘结晶幕’背后的液-液过渡的存在的直接证据，该发现提供了液体的热力异常的一般解释水，和验证基斯坦利小组提出的“第二临界点理论”来解释这些异常现象。这种行为在众多已知分子液体中几乎是独一无二的，只有少数其他物质被认为是展示它的，但迄今为止没有任何物质被证明。
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参考：Science
内容：经“博科园”判定符合今主流科学
来自：亚利桑那州立大学
编译：光量子
审校：博科园
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