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認(rèn)識(shí)水分子微觀結(jié)構(gòu) 紅外光譜怎么能少？

2020-06-18 13:17:05來(lái)源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：水分子閱讀量：4327

導(dǎo)讀：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(jié)構(gòu)的重要組成部分，同時(shí)也是包括無(wú)機(jī)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(guò)程中一直發(fā)揮著非常重要的作用。正是因?yàn)樗淖虧?rùn)，才衍生出了這世間萬(wàn)物，地球這顆藍(lán)色的星球才能夠展現(xiàn)出勃勃生機(jī)。

　　【儀器網(wǎng) 時(shí)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(jié)構(gòu)的重要組成部分，同時(shí)也是包括無(wú)機(jī)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(guò)程中一直發(fā)揮著非常重要的作用。正是因?yàn)樗淖虧?rùn)，才衍生出了這世間萬(wàn)物，地球這顆藍(lán)色的星球才能夠展現(xiàn)出勃勃生機(jī)。

　　雖然水對(duì)于生命形成的意義重大，但在對(duì)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(lái)的這個(gè)問(wèn)題，對(duì)于人類而言現(xiàn)在仍舊是一個(gè)未解之謎。然而不管水是來(lái)自于地球外部還是地球內(nèi)部，都撼動(dòng)不了它在生命進(jìn)化過(guò)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(jié)溫度可以使深海中的水不會(huì)結(jié)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(gè)氧原子和一個(gè)氫原子組成的，但對(duì)于它是如何參與調(diào)節(jié)溫度、溶解無(wú)機(jī)物、酶反應(yīng)以及物質(zhì)代謝等生物化學(xué)反應(yīng)及其在自然界中的存在形式等問(wèn)題卻一直存在諸多疑惑。而在目前許多關(guān)于液態(tài)水的研究中，水往往是作為一個(gè)背景環(huán)境而被考慮的。近年來(lái)，隨著分析技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)液態(tài)水特性和微觀結(jié)構(gòu)的研究也逐漸引起了人們的廣泛關(guān)注。

　　據(jù)了解，自然界的水通常是由若干水分子通過(guò)氫鍵作用而聚合在一起的水分子簇，又被稱為水團(tuán)簇。一直以來(lái)人們都認(rèn)為小的水滴是由六個(gè)水分子組成的水團(tuán)簇，但近期國(guó)內(nèi)的一項(xiàng)研究成果卻顛覆了人們對(duì)于液態(tài)水微觀結(jié)構(gòu)的這一錯(cuò)誤認(rèn)知。

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

　　紅外光譜儀是利用物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的紅外輻射的吸收特性，進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成分析的儀器。通過(guò)紅外光譜，我們可以了解分子的結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵，進(jìn)而推測(cè)出分子的三維立體構(gòu)型。作為分析檢測(cè)領(lǐng)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(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)、石油工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，成為科學(xué)研究和生產(chǎn)的“眼睛”。

　　現(xiàn)如今，國(guó)內(nèi)前沿分析技術(shù)與應(yīng)用方法層出不窮，政策市場(chǎng)頻頻向好，越來(lái)越多的科研機(jī)構(gòu)和儀器企業(yè)也為光譜儀的發(fā)展注入了源源動(dòng)力，相信在多重因素的共同推動(dòng)下，未來(lái)光譜儀的發(fā)展和應(yīng)用也會(huì)更上一層樓。

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