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

盡管水無處不在，但單個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察到水分子之間的所有運(yùn)動，即分子間振動。各個水分子相互之間的一定運(yùn)動（稱為受阻旋轉(zhuǎn)）尤其重要。

實驗過程

研究小組使用太赫茲光譜技術(shù)研究了最簡單的可能相互作用，即恰好兩個單獨(dú)的水分子之間的相互作用。研究人員通過樣品發(fā)送太赫茲范圍內(nèi)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。實驗需要拉德布德大學(xué)的實驗室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開爾文（或-272.75攝氏度）。

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

該實驗設(shè)置使該小組首次記錄了兩個水分子受阻旋轉(zhuǎn)的光譜。“水分子在不斷運(yùn)動，”馬丁娜·哈維尼斯（Martina Havenith）解釋說?！八麄冃D(zhuǎn)，打開和關(guān)閉。” 但是，附近有第二個水分子的水分子無法自由旋轉(zhuǎn)-這就是為什么將其稱為“阻礙旋轉(zhuǎn)”的原因。

研究結(jié)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(dāng)分子之間的距離或角度改變時，水分子的能量如何變化，” Martina Havenith解釋說。

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