溫度升高,水卻結(jié)冰

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溫度升高，水卻結(jié)冰

作者：歐陽敏

來源：《大科技·科學(xué)之謎》2013年第10期

溫度降低才有希望讓水結(jié)冰，然而科學(xué)家可以給你玩魔術(shù)，他們對(duì)著一杯清澈的冷水加熱，不一會(huì)，水就結(jié)冰了。這是怎么回事？加熱確實(shí)是真的加熱，那水也確實(shí)是真的水，升高溫度后，水也確實(shí)真的結(jié)冰了。你無語了，不理解。

其實(shí)水結(jié)冰的過程并不簡單，不是說溫度降低到0℃，水就會(huì)結(jié)冰的，還需要水中含有一些小微粒，作為水分子剛開始結(jié)冰時(shí)的附著物，水中含有的這種小微粒又叫晶核。如果一瓶水非常純凈，不含有晶核，即使把它放到零下40℃的環(huán)境，都可能不會(huì)結(jié)冰。這種溫度低于0℃還沒有結(jié)冰的水叫做過冷水。

科學(xué)家玩魔術(shù)所用的水就是過冷水，另外在過冷水中還放入了一種新研究出來的薄膜——鉭酸鋰薄膜。這種薄膜在零下8℃以下時(shí)，表面帶負(fù)電，而溫度一旦高于零下8℃，薄膜表面就帶上了正電，看來也神奇，薄膜表面一旦帶上了正電，杯子里的水就會(huì)從接觸薄膜的地方開始結(jié)冰，很快蔓延到上層，整杯水都冰凍起來。

對(duì)于這個(gè)現(xiàn)象，科學(xué)家認(rèn)為可能是水結(jié)冰時(shí)，水分子的排列往往讓氧原子朝外，氫原子朝內(nèi)，而氧原子略帶負(fù)電，因此喜歡周圍是正電的環(huán)境。如果周圍的環(huán)境帶正電，溫度又是低于0℃，那么水就容易結(jié)冰，不管水中有沒有晶核。但是如果周圍的環(huán)境是帶負(fù)電的，水就不容易結(jié)冰，當(dāng)然溫度繼續(xù)下降，水終究會(huì)結(jié)冰，但是這時(shí)的水則是從離帶負(fù)電薄膜最遠(yuǎn)的地方開始結(jié)冰，最后才會(huì)蔓延到薄膜表面附近。

科學(xué)家探討這個(gè)現(xiàn)象當(dāng)然不是為了玩魔術(shù)，而是為了更容易控制水是否結(jié)冰，例如對(duì)于干細(xì)胞和器官組織的保存方面，就可以利用這個(gè)辦法，可以讓細(xì)胞膜帶上負(fù)電荷，防止細(xì)胞質(zhì)結(jié)冰。

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