低溫液態(tài)水的性質(zhì)新探.pdf

1、水，無(wú)處不在，其重要性眾所周知。而水的結(jié)構(gòu)和異常行為的更是吸引了人們的廣泛的關(guān)注。低溫液態(tài)水的最重要的特性，很可能掩藏在結(jié)晶區(qū)域(no man'sland)中，如玻璃化轉(zhuǎn)變和液-液相變。如何突破水的結(jié)晶屏障一直是困擾科學(xué)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(jié)晶，然而，相關(guān)結(jié)果的可靠性和代表性受到了很多質(zhì)疑。
　　本文以突破水的結(jié)晶屏障，探究液態(tài)水的本源性質(zhì)為目標(biāo)，從樣品制備工藝著手，通過(guò)自主設(shè)計(jì)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(shí)，以所得一維非受限低溫液態(tài)水作為研究對(duì)象，系統(tǒng)的研究了其在低溫區(qū)間包括結(jié)晶區(qū)域內(nèi)的奇異性行為。論文主要內(nèi)容包括:
　　我們自主搭建了靜電噴霧和低溫猝冷設(shè)備平臺(tái)，利用該平臺(tái)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(shí)對(duì)其形成條件和控制參數(shù)的進(jìn)行了多方面的探索，并提出了可能的形成機(jī)理。我們認(rèn)為一維非受限液態(tài)水是由電噴霧過(guò)程中下落液滴所揮發(fā)出的蒸氣在低溫和電場(chǎng)的相互作

3、用下凝聚而成，具體形成機(jī)理包括液滴揮發(fā)，蒸氣過(guò)飽和，液滴凝聚，低溫猝冷四個(gè)物理過(guò)程。通過(guò)這一形成機(jī)制，我們?cè)囍屏诵滦偷募兓b置。該制備工藝的開發(fā)將大大拓展靜電紡絲法的應(yīng)用領(lǐng)域。
　　我們以所得一維非受限液態(tài)水作為水的低溫?zé)崃W(xué)性質(zhì)的新的研究對(duì)象，通過(guò)現(xiàn)代光譜學(xué)和熱力學(xué)測(cè)試手段，系統(tǒng)的表征了其在低溫區(qū)間的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該研究對(duì)象在結(jié)晶區(qū)域內(nèi)免于結(jié)晶的同時(shí)，又能夠不損失體相水的基本屬性，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)掌握目前具有廣泛爭(zhēng)議的水的低溫