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奥地利科学家造出世界上最纯净的水

科普小知识2022-10-25 14:43:54
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根据美国趣味科学网站,奥地利研究人员在最近的一份科学杂志中写道,他们已经产生了世界上最纯净的水滴。这种超纯水将有助于解释为什么一些自清洁表面(如涂有二氧化钛的表面)在接触空气和水时会被一层神秘的分子膜覆盖。

当二氧化钛的表面暴露在紫外线下时,它会发生反应并“吞噬”其上的任何有机化合物,这给了表面一些有用的特性。例如,涂有二氧化钛的镜子即使安装在充满水蒸气的浴室里也能驱散水蒸气。但是如果它长时间放置在黑暗的房间里,它的表面会形成一层神秘的物质。这项研究的作者之一,维也纳科技大学的化学家乌尔里希·德伯德说:“全世界有四个实验室正在研究这个问题,目前有四种不同的解释。”

科学家提出的大部分解释都涉及到二氧化钛和周围水蒸气之间的某种化学反应,但是德伯和他的同事发现,在将超纯水滴到表面后,仅仅是水不会导致薄膜出现。

制造如此超纯的水滴是一个巨大的挑战。水容易被细小的杂质污染。绝对纯净的水不存在。为此,黛博拉的团队设计了一种特殊的装置来将水的纯度提高到极限。

设备的一个腔室是真空的,悬挂在其顶部的一个手指被冷却到零下140℃。研究人员将附近一个小室中的纯净水蒸气样本放入真空室,水在指尖形成冰柱。然后冰柱被加热并融化,水将滴落在下面的二氧化钛上,并在这个超低压室内迅速蒸发。在此期间,一些研究者怀疑由水引起的分子膜没有在二氧化钛表面形成。

随后用显微镜和分光镜对二氧化钛进行的扫描显示,该薄膜完全不含水或与水有关的化合物。相反,乙酸(使醋变酸)和甲酸出现在表面。两者都是植物生长的副产品,在空气中只存在微量。然而,显然,这些材料足以漂浮在自清洁表面周围并污染该表面。