斯科尔科沃科技学院 在目前的研究中已经确定的轻水(红色)、重水(蓝色)、半重水(灰色)和离子物种的红外光谱
红色、白色和黑色圆圈分别表示氧、氢和氘原子
箭头表示物种振动变形的方向
信用:Skoltech 斯科特科学家与斯图加特大学的研究人员合作发现，纯液态水中短寿命离子(H3O+和羟基-)的浓度远远高于评估酸碱度的假设值，因此极大地改变了我们对水的动态结构的理解
液态水的固有离子种类在氧化还原过程、催化反应和电化学系统中起着重要作用
由核量子效应引起的氢原子在H2O分子之间的低势垒隧穿，预计会产生短暂的过剩质子态
然而，迄今为止，还没有关于纯水中这种过量质子态浓度的信息
斯科特科学家与德国研究人员合作，在亚皮秒时间尺度上测量了液态水的离子分子组成
这个结果让科学家们大吃一惊，因为他们观察到高达百分之几的H2O分子被暂时电离了
“我们使用水等拓扑:普通水(H2O)、重水(D2O)和半重水(HDO)来识别过剩质子态
通过用氘(D)逐步取代氢原子(H)，我们改变了过量质子相关物质的相对浓度，如HD2O+、DH2O+、H3O+和D3O+，并确定了它们对累积红外吸收的贡献
我们在半重水光谱的分子弯曲模式附近发现了浓度相关的光谱特征，这是任何已知模型都无法解释的
我们将这些特征与可能存在于皮秒时间尺度上的过量质子联系起来，”其中一位合著者教授说
来自斯科尔泰克能源科技中心(CEST)的亨尼·乌尔丹
“虽然以前对水结构的研究是基于结晶学实验，并没有反映水的动力学，但我们的研究为超短时间尺度上复杂的水结构带来了新的见解
这一发现预示了电场与水相互作用的新效应，以及水的其他异常性质
瓦西里·阿尔捷莫夫，CEST大学高级研究科学家
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
