[Jan 12, 2006]
物理:厭水性的水?
編輯 John C. H. Chen 報導
物理學家發現在60K的低溫下,水分子居然會表現出現厭水性。
Pacific Northwest National Lab的科學家Kimmel觀察到了下列現象。當水分子接觸到低於60K的金屬基板(例如鉑金屬)時,個別的水分子會停留在原處。當溫度上升到60K之上後,水分子可以在基板上移動而形成一個一個的島狀分子,而變成二維的冰。當新的水分子降落在這些二維的冰的時候,這些水分子會滑落到冰的邊緣,並逐漸將金屬表面覆蓋住,而成冰層。
但是水的四個鍵結這時有一個要與金屬基板作用,另外三個要與四週的水分子作用,所以如果還有新的水分子要降落在冰層上,就沒有辦法與最底下的冰層做鍵結,所以就沒有辦法形成三維的冰結構。這時,除非上面覆蓋了四五十層的冰,這才能夠形成三維的冰。
發現這個性質的Gregory Kimmel表示,這個性質主要是因為冰與基板間的作用力夠強,所以可以形成一個穩定的單層冰結構。如果作用力太小,就會形成一個典型的厭水性質,也就是水分子根本上不了金屬表面就會滑落,而形成不了冰層。
這個研究最有可能的應用將可能是在人造雨的種子問題上。
原始論文
Crystalline Ice Growth on Pt(111): Observation of a Hydrophobic Water Monolayer, Phys. Rev. Lett. 95, 166102 (2005)
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