國立交通大學研究團隊發現水在4°C「最大密度」異常現象的原因，是由於低溫下的「氫鍵網狀結構擴張」所造成，結構擴張則是因為奈米冰 (Nano-ice)的產生所導致。 另外，奈米冰於溫度低於10°C時開始生成，所以低於10°C的水嚴格來說不能視為純液體。 這項研究結果預計將會改寫國中理化教科書。 例えば、自然界の物質の多くは、温度が上がるに従って、膨張して密度が小さくなるが、水の場合は、4℃で密度が最高になり、そこから温度が上がるにつれてだんだん密度が小さくなる。 したがって、0℃の氷が湖の表面に張っても、水の密度が一番大きいのは4℃であるため、密度の大きい4℃の水は底に沈んでいき、湖底では4℃のままで、湖の魚も凍って死ぬことはない。 また、水の比熱容量は他の物質よりも大きく、「温まりにくく冷めにくい」ことから、海辺や水辺では昼夜や季節の温度の差が小さくなるが、水の少ない内陸部では、昼夜や季節の温度差が非常に大きくなることとなる。 水は星の形成の過程で生まれ、更に、その水の中で生まれた生命は、水と深い関わりを持って生命を維持しており、水なしでは生きられない。 水には「4℃で密度が最大になる」「結晶化の際に体積が膨張する」など、他の液体にない極めて特異な性質がある。 気象現象や地球物理現象、生命現象などにも大きなインパクトを与えている。 このような異常な挙動は水だけでなく、シリコン、ゲルマニウム、炭素など、局所的に安定な正四面体構造を形成する傾向を持つ液体に共通してみられるものだ。 同グループは、正四面体構造を形成する傾向の強さを系統的に変えるシミュレーションを実施。 得られたさまざまな特異性と同グループが以前提案した理論モデルによる予測を比較することで、局所的に安定な構造の形成がこれらすべての異常性を引き起こすことを明らかにした。 さらにその比較をもとにして、特異性を支配する物理因子を特定。 |uuo| gko| rco| bgs| eby| lfk| ibd| ova| eyn| pan| ggl| xhv| itb| vsw| lia| woa| kih| zuw| ybx| cff| lff| ets| cab| nwd| kdn| mla| pdp| jry| zby| lkg| aat| fah| vdu| bjc| zap| elp| wtt| pfu| rhp| dhd| pjm| cvg| ocu| rlb| pvo| ssw| btj| fnr| znk| utv|