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发布时间:2009-10-28 

我国科学家发现常温下的水会疏水

  亲水和疏水是表面的一个重要特性,涉及物理、化学和生命的许多重要过程。常温下,固体表面的水层是亲水的。在低温下,固体表面吸附的一层水具有类似冰的结构,由于冰的表面是疏水的,所以这层水表现出了疏水特性。但这仅仅发生在低温下,一般认为,常温下固体表面的水层仍然是亲水的。

  专家解释说,导致这种奇异的“常温下疏水的水层”的关键机制是,固体表面的特殊电荷排布,使得吸附在固体表面的单层水表现出特定的有序行为。这种特定的有序使得该单层水的水分子之间的氢键数目大大增加,从而使该单层水与其上的水之间的氢键成键概率降到很低,进而显著减少该单层水与上面水分子的相互吸引作用。这种相互作用的减小造成该单层水上面的水聚成液滴,表现出该单层水的疏水特性。分子动力学模拟表明,随着表面上特殊电荷的电量增加,在一定范围内,液滴的接触角随着表面极性的增强而逐渐增大,表现出越来越疏水的表观特性。

  目前,水的问题,特别是水界面的问题日益受到关注。本项研究的表面具有非常特殊的性质,既排斥亲水基团(由于第一层水分子的疏水特性)又不吸附疏水基团(由于固体表面的亲水特性)的特性,因此该表面具有一种特殊的抗污染功能,这对污水处理、海水净化、植入人体器官和船舶表面的抗污都非常重要。

摘自:科学时报