东京大学
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它在人类的生存中扮演着重要的角色，是我们宇宙的主要组成部分，然而我们对水还有一些不了解的地方
为了填补知识空白，东京大学、京都大学和东北大学工业科学研究所的合作团队研究了C60笼中单个水分子的电子传输
他们的发现发表在《纳米快报》上
简单的系统通常是确定复杂信息的最佳起点
一个水分子就是这样一个系统
它仅由三个原子组成，为建立量子力学信息提供了一个极好的模型
将水分子引入一个C60笼子——一个完全由碳原子组成的足球形状的分子——就产生了H2O@C60，这是一种很好的隔离水进行研究的方法
研究人员通过“分子手术”实现了这一目标，包括打开笼子，注入水，然后再次关闭笼子
然后，通过在两个金电极之间非常小的间隙(小于1纳米)中安装一个H2O@C60分子，H2O@C60被用作单分子晶体管(SMT)
因为电流只通过分离的分子，所以可以高特异性地研究电子传输
为H2O@C60表面贴装技术生成了电导图，也称为“库仑稳定图”
它显示了水分子的多个隧道诱导激发态
相比之下，一个空的C60笼SMT的库仑稳定图只显示了两个激发态
“因为水含有两个氢原子，所以它有两种不同的核自旋状态:邻位水和对位水
该研究的主要作者杜解释说:“在邻水中，氢原子核的自旋方向是相同的，而在对位水中，它们是相反的。”
“了解这两种水之间的过渡是一个重要的研究领域
" 研究人员测量了H2O@C60系统的隧穿光谱，通过将发现与理论计算进行比较，能够将测量的电导峰归因于水分子的旋转和振动激发
他们还使用太赫兹光谱研究了H2O@C60，结果与隧道光谱数据一致
这两种技术同时显示了邻水和对位水的量子旋转激发
这表明单个水分子在大约一分钟的实验时间范围内在两种核异构体(邻位水和对位水)之间转变
研究通讯作者平川和彦说:“我们的发现对理解水分子的邻对位波动做出了重要贡献。”
“因为水在化学和生物学中，甚至在理解我们的宇宙中扮演着如此重要的角色，我们期望我们的发现会产生广泛的影响
" 这项名为“H2O@C60单分子晶体管中水分子的非弹性电子输运和邻对位涨落”的研究发表在《纳米快报》上
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