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水有哪些绝招?

Cain 发表于 2015-9-24 18:01:42 [ 上一主题] [下一主题]

弹指一挥间,科学在发展。当时水的“三绝”,如今看来,确实“今非昔比”,应该刮目相看了。那么,水还有其他的“绝招”吗?
  话说水有“三绝”,讲的是超流水、超纯水和超临界水。30年前,笔者认为这个话题有点新鲜,如果以“三绝”为题,还会有人与 “三绝”产生联想,更有意境。于是写了一篇科学小品《水的“三绝“》寄给《北京晚报》(1985年7月10日见报)。
  上世纪80年代,化工企业在生产过程中,许多产品都有过滤工序。那么,怎样提高过滤速度呢?有人看中了高分子材料。实践证明,只要在物料里加上万分之一到千分之一的高分子化合物(如聚丙烯酰胺),水的流速就会加快,搅拌均匀后放料,过滤速度明显提高。如今,环境治理中,污水的沉淀和过滤操作越来越普遍,而聚丙烯酰胺也不再“孤军作战”,它同其他化工材料(如壳聚糖等)组合成的“调理剂”改善了污水治理的速度和效率。
  再说超纯水,以前,用在原子能发电、制药、医疗、精细化学和半导体工业上的这种“超纯水”占有重要的地位。目前,制造纯水的方法越来越多,应用也越来越广泛,已经不是“稀罕之物”了。
  说到超临界水,当时只有国外报道,用于环保治理等,国内还没有工业化使用的消息。原来,当水的温度达到374.2℃和218.3个大气压,水处于气体和液体之间的一种特殊状态时,水就会“一反常态”:同许多有机物“友好相处”而混溶,却把食盐之类的无机物排斥在外。这种极端现象的水,我们称为“超临界水”。“超临界水”的一身“绝技”(能在水中“燃烧”有毒废物),这个本领帮了环境保护者的大忙。据报道,美国环保局于1983年规定危险废物焚化率必须达到99.99%以上,使用“超临界水反应器”销毁有机废物,不仅能达到规定的标准,还可以回收贵重的无机物,真是“一举两得”。
  弹指一挥间,科学在发展。当时水的“三绝”,如今看来,确实“今非昔比”,应该刮目相看了。如今,超临界水虽然仍然是水的“一绝”,但是,在超临界流体中,它已经不是“一枝独秀”。常见的超临界流体有二氧化碳、氨、乙烯、乙醇、水等,其中,二氧化碳的临界温度和压力都比较低,而且化学性质稳定,无毒、无腐蚀性,且容易得到较纯产品,所以已经成为常用的超临界流体。那么,水还有其他的“绝招”吗?回答是肯定的。简单来说,它们也可谓是“三绝”,就是超轻水、“超小水滴”和玻璃态水。
  人们熟悉重水和淡水,也许不知道自然界中的水中还可以“分身”出“超轻水”。而且它正在向人们招手,希望为大家的健康效力。近年来,科学家通过研究认为,它可在一定程度上抑制肿瘤细胞的生长,诱导肺癌细胞发生凋亡。不过,它对肿瘤细胞的作用机制还有待进一步探索。超轻水的本质是一种低氘水,是用高科技手段去除自然界中的水的一部分氘,从而减少了自然水中氘的含量。天然水中的氘元素大约为150ppm(计量单位ppm为百万分之一)。科学家将氘元素低于150ppm的水称为低氘水,低于50ppm的低氘水通常用于肿瘤的辅助治疗。
  科学家把水滴变小,再变小,小到纳米级水滴时,发现与普通水滴有很大的差别,借用科学家的话说,就是“宏观液体的很多特性在纳米液滴上将发生很大的变化,甚至失去原来的意义” 。显然,“超小水滴”是值得重视和探索的。令人振奋的是,近年来,科学家发现纳米级水滴具有出人意料的能量。他们制造出直径为100纳米的硼氮管,当液体在管内流动时,发现了一种特殊性质:液体的盐度差异使纳米管表面产生了电流。为此,科学家希望利用这种能量来淡化海水,或者利用盐度差异在海湾发电。然而,纳米水滴为什么有这些特性,科学家也许还要进行多年的研究。
  把普通水快速冷却或者挤压普通冰,可以使普通水转化成类似玻璃一样透明,有相似脆度、硬度和光泽度的玻璃态水。科学家研究了十多年,但是在实验室难以得到这种玻璃态水,所以对于玻璃态水在什么温度下才能转化的问题,一直存在争议。前几年,意大利研究人员另辟蹊径,通过研究水的动力学推测出了转化温度。他们测试了水在常态和纳米级以及高温和低温下的动力学行为,并且分析了该领域近15年的研究结果。最后得出结论是在大约-137摄氏度时,水会转化成玻璃态。玻璃态水可用于食品工业、生物材料的低温储存以及对行星表面的水的性质研究。
  老子曰:“上善若水”。如今,科学家还在继续研究水的“绝招”,让地球上的水更好地为人类服务。


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起落炎凉终如是  不若倚风笑斜阳

斯芬克斯 发表于 2015-9-25 14:06:37

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