新的研究将水分子的运动，保证电子设备的新浪潮

一种研究水的粘度的新方法揭示了水分子行为的新见解，并为液态电子开辟了途径。

美国能源部橡树岭国家实验室领导的一组研究人员利用高分辨率的非弹性X射线散射技术测量了夹在两个氧原子之间的氢原子的强键。这种氢键是一种量子力学现象，它负责水的各种性质，包括粘度，它决定液体的流动阻力或改变形状。

虽然水是地球上最丰富的物质，但其在分子水平上的行为还不是很清楚。

“尽管我们所知道的关于水，这是一个神秘的、非典型的物质，我们需要更好的理解去打开它的巨大潜力，特别是在信息和能源技术，”Takeshi Egami说，田纳西大学的橡树岭国家实验室杰出科学家/教授通过沙尔沃兰中心–中子科学联合研究所，一个ornl-ut合伙。

该小组发表在《科学进步》上的研究表明，探测真实空间、实时动态的水和其他液体是可能的。以前的研究已经提供了水的原子结构的快照，但很少有人知道水分子是如何运动的。

“氢键当他们通过空间和时间对分子之间的动态相关性很强的效果，但到目前为止的数据，主要是通过激光光谱，产生了广泛的或朦胧的结果不明确的特异性，”Egami说。

一个清晰的画面，联合ornl-ut团队使用先进的X射线技术被称为非弹性X射线散射确定分子运动。他们发现，氧与水分子之间的氧结合的动态是惊人的，不是随机的，而是高度协调的。当水分子之间的键被破坏时，强大的氢键在一定的时间内维持稳定的环境。

“我们发现，它需要一个分子改变其“近邻”分子决定了水的粘度的时间，”Egami说。这项新发现将促使人们进一步研究如何控制其他液体的粘度。

Egami认为，目前的工作作为跳板，更先进的研究，将利用中子在橡树岭国家实验室的散裂中子源散射技术，美国能源部科学办公室用户设施，进一步确定液体的粘度和其他动态性能的起源。

研究人员的方法还可以用来描述离子、盐、液体和其他液体物质的分子行为和粘度，这将有助于开发新型的具有液体电解质绝缘层、更好的电池和改进的润滑剂的半导体器件。