最小的水滴有多大？中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所(以下簡(jiǎn)稱“大連化物所”)16日發(fā)布消息稱，該所江凌研究員和楊學(xué)明院士團(tuán)隊(duì)，以及清華大學(xué)李雋教授研究團(tuán)隊(duì)近日在由五個(gè)水分子組成的水團(tuán)簇中發(fā)現(xiàn)了三維立體結(jié)構(gòu)的存在，證明最小的水滴是由五個(gè)水分子組成的水團(tuán)簇。

上述相關(guān)成果發(fā)表于《美國(guó)科學(xué)院院刊》(PNAS)雜志上。

長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們認(rèn)為最小的水滴是由六個(gè)水分子組成的水團(tuán)簇。此次研究成果揭示了由五個(gè)水分子組成的水團(tuán)簇已經(jīng)開(kāi)始呈現(xiàn)水的立體結(jié)構(gòu)和光譜特征，突破了人們長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)最小水滴是六個(gè)水分子團(tuán)簇的傳統(tǒng)認(rèn)知，為揭開(kāi)水的微觀結(jié)構(gòu)演化奧秘提供了新的思路。

據(jù)介紹，大連化物所團(tuán)隊(duì)利用大型自由電子激光裝置“大連光源”，首次發(fā)現(xiàn)五個(gè)水分子團(tuán)簇(H2O)5在某個(gè)區(qū)間出現(xiàn)顯著的自由基伸縮振動(dòng)，具有三維立體水團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的特征峰。清華大學(xué)李雋團(tuán)隊(duì)則計(jì)算了水團(tuán)簇的各種穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和紅外光譜，理論與實(shí)驗(yàn)高度吻合。

研究結(jié)果表明，在有限溫度條件下五個(gè)水分子團(tuán)簇的二維和三維結(jié)構(gòu)可以共存，三維立體結(jié)構(gòu)的形成是引起紅外光譜顯著變化的根本原因。

“大連光源”是中國(guó)自主研發(fā)的第一臺(tái)大型自由電子激光科學(xué)研究用戶裝置，也是當(dāng)今世界上唯一運(yùn)行在極紫外波段的自由電子激光裝置。2018年7月，“大連光源”通過(guò)中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)組織的專家驗(yàn)收，進(jìn)入正式運(yùn)行階段。(完)