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認識水分子微觀結構紅外光譜怎么能少？

2020-06-18 13:17:05來源：儀器網(wǎng)關鍵詞：水分子閱讀量：4474

　　【儀器網(wǎng) 時事聚焦】水，是地球上普遍也珍貴的物質(zhì)，它不僅是所有生物體生命結構的重要組成部分，同時也是包括無機化合、人類在內(nèi)所有生命生存的重要資源，在生命體的演化過程中一直發(fā)揮著非常重要的作用。正是因為水的滋潤，才衍生出了這世間萬物，地球這顆藍色的星球才能夠展現(xiàn)出勃勃生機。

　　雖然水對于生命形成的意義重大，但在對于水的了解方面，人類卻知之甚少。就像地球上的水是怎么來的這個問題，對于人類而言現(xiàn)在仍舊是一個未解之謎。然而不管水是來自于地球外部還是地球內(nèi)部，都撼動不了它在生命進化過程中的重要地位。水不僅非常珍貴，而且也是地球上極具特性的物質(zhì)之一，例如不尋常的密度能讓它在氣液固三種狀態(tài)之間隨意變換，隨壓力增大而降低的凍結溫度可以使深海中的水不會結冰，而極性的水分子又讓它變成許多物質(zhì)的良好溶劑。

　　我們很早之前就知道水分子是由一個氧原子和一個氫原子組成的，但對于它是如何參與調(diào)節(jié)溫度、溶解無機物、酶反應以及物質(zhì)代謝等生物化學反應及其在自然界中的存在形式等問題卻一直存在諸多疑惑。而在目前許多關于液態(tài)水的研究中，水往往是作為一個背景環(huán)境而被考慮的。近年來，隨著分析技術的不斷發(fā)展和進步，對液態(tài)水特性和微觀結構的研究也逐漸引起了人們的廣泛關注。

　　據(jù)了解，自然界的水通常是由若干水分子通過氫鍵作用而聚合在一起的水分子簇，又被稱為水團簇。一直以來人們都認為小的水滴是由六個水分子組成的水團簇，但近期國內(nèi)的一項研究成果卻顛覆了人們對于液態(tài)水微觀結構的這一錯誤認知。

　　近日，中科院大連化學物理研究所的江凌研究員和楊學明院士團隊以及清華大學的李雋教授研究團隊，通過其自主研制的基于大連相干光源中性團簇紅外光譜實驗裝置發(fā)現(xiàn)，由五個水分子組成的水團簇中存在著三維立體結構，在有限溫度條件下可以呈現(xiàn)體相水的結構特征和光譜特征，證明小的水滴是由五個水分子組成的水團簇。為揭開水的微觀結構演化提供了新的思路。

　　紅外光譜儀是利用物質(zhì)對不同波長的紅外輻射的吸收特性，進行分子結構和化學組成分析的儀器。通過紅外光譜，我們可以了解分子的結構和化學鍵，進而推測出分子的三維立體構型。作為分析檢測領域的“四大名譜”之一，紅外光譜以其優(yōu)異的定性分析特性而活躍于高分子化學、環(huán)境科學、材料科學、石油工業(yè)、生物醫(yī)學等領域，成為科學研究和生產(chǎn)的“眼睛”。

　　現(xiàn)如今，國內(nèi)前沿分析技術與應用方法層出不窮，政策市場頻頻向好，越來越多的科研機構和儀器企業(yè)也為光譜儀的發(fā)展注入了源源動力，相信在多重因素的共同推動下，未來光譜儀的發(fā)展和應用也會更上一層樓。

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