多年以来，科学家们都知道水具有奇怪的性质
其他液体如酒精和油脂在压缩时会变得更重，但是水却变得更轻，如同冰块漂浮在一杯水中。其他流体在冷却时密度逐渐变大，但奇怪的是，水在华氏39度左右或者在结冰之前密度最大。
现在瑞典的科学家已经了解到，水的有悖常理的行为源于它在两种液态下存在的奇异能力。发表在“科学”杂志上的文章，解释了尖端的传感器如何帮助揭示研究人员花费了上百年时间来试图解开的奥秘。
他们希望这一工作最终能够解释水是如何激发创造生命的。
斯德哥尔摩大学的共同作者兼化学物理学教授Anders Nilsson告诉Seeker ：“水的行为相比其他液体非常奇怪。我们应该由衷的感激它，否则，我们可能不会存在。没有这些特性，生命无法存在，因为海洋的底部会在冰河时期冻结。”
通过使用日本和韩国英里长的X射线激光器，Nilsson和他的团队能够在毫秒级的间隔内看到在越来越低的温度下转变的水分子。
要认识到只有在含有杂质的情况下，水在华氏32度才会结冰。反过来说，对于绝对纯净的水，即使处在低于零下的温度多年，也可能不会冻结。在2011年，科学家发现水在直到零下55华氏度左右时，仍旧可以保持液体状态。
Nilsson说：“大多数人认为水在零摄氏度时就会结冰，但那是因为水里面有杂质。”
尼尔森的研究小组发现，在温度变低时，水会膨胀和收缩，在常规密度的水和高密度的水(重量会增加20%左右)之间交替变化。而且随着温度的下降，这种交替变化会加剧。最终在零下华氏47度左右，波动相等，各占50%。在更低的温度下，波动再次减缓，最终结冰。
图中显示了不同温度水的两种不同局部结构（高密度为红色区域，低密度液态为蓝色区域）区域之间的波动。观察到热力学响应和相关函数的最大值是温度的函数，当两个结构中的分子数目相等时，将导致在深度过冷状态下水的奇异特性的强烈增强。图片来源：斯德哥尔摩大学
Nilsson说，在那些过冷温度下，水会像罐子里的油和水一样分离。他解释到，高密度的水看起来像牛奶。
这一问题的关键是组成水分子的原子键。冰分子在原子结构内的空间比水分子大。这就是为什么它们能够漂浮在水中。随着温度的降低，纯净的水分子因这一空间而变得越来越不稠密。
相关介绍：水可能同时存在两种非常不同的液体
以前认为水只存在于单一的液体，蒸汽和固体冰三种状态之一，但这些发现为研究人员打开了一个新的世界，为水的奇异行为提供了潜在的根据。Nilsson的团队正在研究压力如何影响两种液态水。
斯德哥尔摩大学化学物理学博士研究生AlexanderSpäh在一份声明中表示：“在象水这样一个深入研究的课题中做出新发现的可能性是非常诱人和鼓舞人心的。”
文章来自seeker网站，原文题目为The Strange, Counterintuitive Properties of Water, Explained，由材料科技在线汇总整理。
