碳纳米管|水在105度不沸腾反而结冰了!今后电线会被水线取代?

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自然界的水有三种状态 , 固态 , 液态和气态 , 在海拔为零的地方 , 低于0℃水结成冰 , 高于100℃ , 水蒸发成气 , 这是万古不变颠扑不破的真理 。
不过在这个奇葩的世界 , 说不定什么时候就会发生一点意外 , 有时候还会意外之外的意外 , 让这些个真理有点顾此失彼 , 一颠就破 。
【碳纳米管|水在105度不沸腾反而结冰了!今后电线会被水线取代?】所谓的意外 , 就是科学家长期以来观察到 , 当水被限制在非常小的空间中时 , 其沸点和冰点可以稍微改变一点 , 通常会降低大约10℃左右 。
2016年 , 麻省理工学院几位科学家为了检验这个预言 , 准备把水放入只有几个水分子大的碳纳米管中 , 意外之外的意外竟接连发生了 。
先是他们本来预料碳纳米管会排斥水分子 , 不准它们进去 , 结果水分子竟然轻而易举就进去了 。
而更大的意外则让他们惊得目瞪口呆 , 进入碳纳米管的水 , 在摄氏一百多度的时候 , 竟然结成了冰!
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团队的领头人麦克·斯特诺说 , 把流体限制在纳米腔中 , 可能会扭曲它的相行为 , 即固相、液相、气相之间的变化可能有所不同 , 这种效果本来可以预期 。
但实验中发现这种变化幅度的巨大及方向的反转(凝固点升高而不是降低)却是始料未及的 , 水竟然在105℃或更高的温度下固化了 。
固化时的准确温度很难测定 , 但在测试中105℃被认为是最小值 , 实际温度可能高达151℃ 。
进一步的测试证明 , 水在微小的碳纳米管内变化的方式 , 完全取决于管的确切直径 , 即使碳纳米管直径从1.05纳米变化到1.06纳米 , 水的冰点都会产生数十度的差异 , 这种极端的差异可以说完全意想不到 。 
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这个发现实在太过怪异 , 科学家们被打了个措手不及 , 对可以用它做什么一直还没有成熟的想法 。
不过由于它在室温下稳定的电热性能 , 研究人员认为或可用它开发一种取代电线的“水线” , 其传导性能应该比现有材料要好得多 。
看来物极必反这句古话说得不错 , 即使是我们非常熟悉的材料 , 当被捕获在以纳米(十亿分之一米)为单位的结构中时 , 它的行为也会令人捉摸不透 , 甚至匪夷所思 , 所以都不要太过极端了 。
这个研究发表在《自然-纳米技术》杂志上 。
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