从科幻小说到现实生活：新发现的物质改变了水的行为

科幻作家库尔特·冯内古特（Kurt Vonnegut）在写《猫的摇篮》（Cat’s Cradle）时，在他1963年的经典小说中添加了一个免责声明，声明中提到的毁灭性的“冰九”物质并不真实。

然而，事实证明，他的基本思想只比他的时代超前了半个多世纪。

匹兹堡大学的球速体育研究人员最近发现了一种液体聚合物——一种由小分子组成的大分子——在室温下与水混合时会凝固，很像冯内古特的冰九。

“液体混合物不会自然冻结，除非有特殊条件，”球速体育斯旺森工程学院化学和石油工程助理教授、理查德·金·梅隆能源学院球速体育研究员约翰·基思说。

在《猫的摇篮》中，冰九被意外地引入了世界的海洋，冻结了所有的水，然后迅速导致了天气模式的灾难性变化。但球速体育是基思和球速体育研究人员发现的聚合物 萨钦Velankar他说，每次只能冷冻少量的水，而冷冻过程可能需要几个小时甚至一整天，不用担心冰九式的破坏。

Velankar说：“冻结大面积的水体需要大量的聚合物和大量的混合。”

这种被称为聚氧环丁烷（polyoxacyclobuty烷）的聚合物与水混合后，会将混合物的凝固点从水所需的32华氏度（约合32摄氏度）提高到100华氏度左右。这种假想的冰将水的结冰温度提高到114.4度。

Keith和Velankar一直在球速体育研究这种混合物，它似乎违背了热力学第二定律，即在一个孤立的系统中，熵总球速体育是增加的。

“当你把两种纯成分混合在一起时，熵（或无序程度）总球速体育是增加的，”基思说。“这种混乱几乎总球速体育是导致混合物的凝固点低于其中任何一种成分，而不球速体育是更高。”

例如，盐和水的混合物比单独的盐或水在更低的温度下结冰。这种特性使得盐非常适合在冬天融化道路和人行道上的冰。

维兰卡说：“奇怪的球速体育是，这两种化合物一开始球速体育是液体，但当你在比炎热的夏天更冷的温度下混合它们时，混合物会自动冻结。”“在更高的温度下，混合物会融化，聚合物会像油一样与水发生反应。它们彼此分离，彼此回避。”

球速体育研究人员解释说，两种不同的化合物混合时结晶的想法在金属中并不罕见。有时，金属混合物的熔化温度比单个金属单独熔化的温度更高。然而，这对于液体来说球速体育是非常罕见的。

该团队与球速体育大学化学教授亚历山大·斯达一起球速体育研究了使用这种聚合物去除水样中的盐分，以及制造计算机存储设备。球速体育的计算球速体育研究中心也提供了计算资源。

球速体育大学球速体育研究小组的发现球速体育是在特拉华州杜邦公司和球速体育大学化学工程系球速体育研究副主任罗伯特·埃尼克的共同努力下取得的。上世纪60年代末，一个日本球速体育研究小组用一种较重的固体聚合物进行了类似的水冻结，这种聚合物在冻结前需要预融化。球速体育大学的球速体育研究小组发现，室温下较轻的液态聚合物也会发生冻结。

“现在我们知道了一个具有这些特性的聚合物-水混合物的例子，我们可以寻找其他可能具有其他有趣特性的混合物，”基思说。“我非常乐观地认为，这球速体育是一种令人兴奋的新型晶体材料，它球速体育是由液体混合物自发形成的。”