低溫液態(tài)水的性質新探.pdf

1、水，無處不在，其重要性眾所周知。而水的結構和異常行為的更是吸引了人們的廣泛的關注。低溫液態(tài)水的最重要的特性，很可能掩藏在結晶區(qū)域(no man'sland)中，如玻璃化轉變和液-液相變。如何突破水的結晶屏障一直是困擾科學家們的棘手問題。最新研究顯示在一維納米空間中的受限水可有效避免在低溫下結晶，然而，相關結果的可靠性和代表性受到了很多質疑。
　　本文以突破水的結晶屏障，探究液態(tài)水的本源性質為目標，從樣品制備工藝著手，通過自主設計搭

2、建的靜電噴霧裝置，成功獲得了一維非受限低溫液態(tài)水;同時，以所得一維非受限低溫液態(tài)水作為研究對象，系統的研究了其在低溫區(qū)間包括結晶區(qū)域內的奇異性行為。論文主要內容包括:
　　我們自主搭建了靜電噴霧和低溫猝冷設備平臺，利用該平臺成功的將純水制備成具有納米尺寸、纖維狀、非受限的液態(tài)水。同時對其形成條件和控制參數的進行了多方面的探索，并提出了可能的形成機理。我們認為一維非受限液態(tài)水是由電噴霧過程中下落液滴所揮發(fā)出的蒸氣在低溫和電場的相互作

3、用下凝聚而成，具體形成機理包括液滴揮發(fā)，蒸氣過飽和，液滴凝聚，低溫猝冷四個物理過程。通過這一形成機制，我們試制了新型的純化水裝置。該制備工藝的開發(fā)將大大拓展靜電紡絲法的應用領域。
　　我們以所得一維非受限液態(tài)水作為水的低溫熱力學性質的新的研究對象，通過現代光譜學和熱力學測試手段，系統的表征了其在低溫區(qū)間的性質。實驗結果表明，該研究對象在結晶區(qū)域內免于結晶的同時，又能夠不損失體相水的基本屬性，這一發(fā)現對掌握目前具有廣泛爭議的水的低溫