水是生命之源,在地球上有着举足轻重的地位,地球上71%面积是海水,人体中水分也占到了60%-70%,在一个标准大气压下,水的熔点是0℃,沸点是100℃,超过100℃水就会气化,关于水的特性我们早已熟知。但是科学家发现了水的一个反物理特性,水在105摄氏度的高温下竟然会结冰,这个结果也让很多学者跌破了眼镜。
0摄氏度一般也结不了冰的。0度是结冰点。没有杂质0度就会结冰,有杂质要0度以下才结冰,大约零下3度左右。零下4度以下水的密度会变大,体积增大,如果在冬天把水放在瓶子里,由于体积增大的缘故,很有可能将瓶子弄裂。
当科学家把碳纳米管浸入含有水的容器中时,发现了几个的水分子可以钻入纳米管中,当加热碳纳米管时,内部的水分子呈现出反常的物理特性,竟然结冰堵住了纳米管!科学团队利用振动光谱成像技术观察了水分子在内部的运动情况,发现这种“冰”的结构和一般的冰不同,是水分子与碳纳米管之间形成的一种特殊的晶体结构,这里我们也把它称之为冰。
当科学家把碳纳米管浸入含有水的容器中时,发现了几个的水分子可以钻入纳米管中,当加热碳纳米管时,内部的水分子呈现出反常的物理特性,竟然结冰堵住了纳米管!科学团队利用振动光谱成像技术观察了水分子在内部的运动情况,发现这种“冰”的结构和一般的冰不同,是水分子与碳纳米管之间形成的一种特殊的晶体结构,这里我们也把它称之为冰。
水在0摄氏度以下就会结冰。在标准大气压(101.325kPa)下,水的沸点为100℃,凝固点为0℃,所以零下4摄氏度时,40分钟左右水开始结冰,四个小时后就会完全结冰。结冰又称冻结,一种天气现象。指露天水面冻结成冰。气象上。
并且不同直径的碳纳米管,水的结冰温度都不同。纳米管的直径越小,水分子变成冰柱所需要的温度就越高。当科学家把单个水分子(直径大约是0.4纳米左右),放入直径只有1.05纳米的碳纳米管中时,水会在105度结冰,而当碳纳米管的直径变成了2纳米时,水分子居然在零下83摄氏度才会结冰。碳纳米管的直径哪怕只相差0.1纳米,水的结冰温度都会相差20摄氏度。
水在0度和0度一下都可结冰,0度是水和冰的临界温度,水在0度时,为冰水混合物。冰点(freezingpoint):通常是指淡水在0℃结冰,叫做冰点。反义词:熔点(注释:从固态变为液态时的温度值。)近义词:凝固点(注释:物体从液体。
为了在现实中得到应用,美国阿贡国家实验室的Alexander Kolesnikov教授和他的团队利用强脉冲中子源来进行试验,并且改进了碳纳米管的结构,让水分子在碳纳米管内永远不会结冰,即使是在绝对零度,零下273.15摄氏度都不会结冰。不管是哪种碳纳米管的结构,只要能够广泛应用于飞机和航天材料都是百利而无一害。
标准大气压下,在摄氏零度时,水会开始结冰。在常压环境下,冰的熔点为0℃。0℃水冻结成冰时,体积会增大约1/9(水体积最小时为4℃)。据观测,封闭条件下水冻结时,体积增加所产生的压强可达2500大气压。而一般气温在0。
科学家欲通过控制碳纳米管的结构和直径大小来控制水分子的冰点,载人火箭发射到回归地球的过程中,必定过经历外壳高温的情况,可以在航天材料中混合直径1.05纳米的碳纳米管,温度超过105摄氏度就会和空气中少量的水分子一起结冰,以此来降低抵消外壳的高温,大大增加安全性。