雖然水覆蓋了地球表面四分之三以上的面積,但水,尤其是其分子行為的複雜性,仍然讓科學家感到驚訝。根據今天發表在《科學》雜誌上的一份報告,如果水被困在它不喜歡的環境中,它會因沮喪而劇烈波動。
親水性(或喜水性)表面暴露於水時會變溼。相比之下,疏水性表面迫使水透過聚整合珠來最大限度地減少接觸。但是,伊利諾伊大學厄巴納分校的 Steve Granick 及其同事想知道,如果流體被困在兩個相反的表面之間,一個親水性,另一個疏水性,會發生什麼。他們以這種方式研究的五到二十個分子厚的薄膜水的行為結果絕非簡單。水並沒有僅僅潤溼表面或移開(所謂的去溼),而是劇烈波動,形成了研究人員所描述的“閃爍、波動的複合體”。
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根據該報告,這種波動“是水特有的,在非極性流體或極性流體(如乙醇)中未觀察到”。為了確定水中存在的溶解氣泡是否可能是這種奇怪行為的原因,該團隊使用脫氣水重複了他們的實驗。但他們得到了相同的結果。Granick 在解釋中指出,“雖然表面能鼓勵水去除介面疏水側的潤溼,但親水側將水固定在原位,從而導致毛細波的波動膜。”
這些發現可能有助於科學家理解水在自然界中經歷的類似拉鋸戰的情況。例如,在某些蛋白質中,分子的一些部分可能是疏水的,而另一些部分可能是親水的。“兩者的不混合,”Granick 評論道,“是指導蛋白質摺疊和其他自組裝過程的主要機制。”