科學家製造地球最純凈水滴：真空中製造不接觸空氣

　　2018年08月28日 09:10 新浪科技


　　

　　研究人員將一股細微的純化水蒸氣樣品從相鄰隔室釋放到真空室中，於是就在「手指」末端形成了一根小冰柱。右圖是冰柱融化后的水滴。

　　新浪科技訊 北京時間8月28日消息，據國外媒體報道，如果純凈意味著神性，那這就是一滴神聖的水珠。奧地利維也納科技大學的研究人員宣布，他們創造出了世界上最乾淨的水滴。

　　這種超級純凈的水可以幫助解釋為什麼自清潔表面（比如塗有二氧化鈦的物體表面）在與空氣和水接觸時，會「蒙上」一層薄薄的神秘分子層。論文作者之一、維也納科技大學的化學家烏爾里克·戴博德（Ulrike Diebold）說：「我們（在世界各地）有4個實驗室在研究這一問題，並提出了4個不同的解釋。」

　　戴博德表示，當二氧化鈦表面暴露在紫外線下時，它們會「消耗掉」表面上的任何有機化合物。這為這些表面提供了許多有用的特性；例如，即使在潮濕的浴室中，水蒸氣也不會凝結在具有二氧化鈦塗層的鏡子上。

　　然而，如果將二氧化鈦表面放在黑暗中太長時間，就會形成神秘的污垢。對此大多數解釋認為，這涉及到某種與環境中水蒸氣的化學反應，而戴博德及其同事將超級純凈的水滴應用在這些物體表面，顯示單單水本身並不會導致分子薄膜的出現。

　　創造這種超級純凈的水滴充滿挑戰。此前有報道指出，水非常容易受到痕量雜質的污染，而完全純凈的水是不存在的。戴博德表示，為了儘可能獲得最純凈的水，她的團隊需要設計出一個專門的工具，將水推向極限——在真空中製造出未與空氣接觸過的最純凈水滴。

　　他們開發的裝置中，有一個真空室，其頂部懸掛著一根冷卻至攝氏零下140度的「手指」；研究人員將一股細微的純化水蒸氣樣品從相鄰隔室釋放到真空室中，於是就在「手指」末端形成了一根小冰柱。研究人員加熱冰柱，使其融化成水滴，並在蒸發之前滴落在下方的一塊二氧化鈦表面上。由於水在真空中蒸發速度非常快，因此這一實驗充滿挑戰。之後的觀察顯示，二氧化鈦表面並沒有形成分子膜，從而否定了一些研究者提出的神秘分子層與水有關的推測。研究人員將實驗結果發表在8月23日的《科學》（Science）雜誌上。

　　「關鍵在於，水和二氧化鈦此前都沒有暴露在空氣中，」戴博德說道。接下來，研究人員用顯微鏡和分光鏡對二氧化鈦進行了掃描，發現分子薄層根本不是由水或與水有關的化合物組成的。相反，乙酸（使醋呈現酸味的物質）和甲酸出現在了二氧化鈦表面上。二者都是植物生長的副產物，並且在空氣中僅以微量存在。不過，很顯然，只要二氧化鈦等自清潔表面與空氣接觸，那這些物質的量已經足以形成一層很薄的分子膜。（任天）