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你对水有多了解?水分子图像看起来竟像黑洞?

 雨季不再来0v2s 2023-01-30 发布于安徽

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水有何神秘之处?

微观世界的水到底是什么结构?

北京大学物理学院博雅特聘教授江颖

为你揭开水的未解之谜

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你见过水分子图像吗?

居然和黑洞图像相似度如此高

我们能看到的水

由无数水分子聚集而成

当水分子聚集成网络状结构

变成我们看得见摸得着的水

它的结构就会千变万化

那么,水分子长啥样?

你可能没想到

它的图像与黑洞相似度如此之高


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江颖第一次看到

水分子图像与黑洞图像摆在一起时

不禁感慨“太巧妙了”

水分子图像是怎么拍出来的?

戳视频,一同了解




中国科学家自制设备

看穿水的真相


水的化学式为H₂O

1个水分子

由2个氢原子和1个氧原子构成

了解水的结构

不光要知道水分子的位置

还要知道哪些水分子之间是“牵手”的

这个“牵手”的媒介

就是尺寸和质量都非常小的氢原子


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如何看清水分子的内部结构?

江颖介绍,一次突发灵感

让团队找到了

利用带电针尖去扫描水分子

从而分离原子的方法


为此,他们花费了许多精力

去研制音叉传感器

最终可以探测到

一万亿分之一牛顿的力

戳视频,感受科研工作者的动手能力

看清微观世界的水

对我们的生活有什么改变?


江颖坦言

目前的研究结果还停留在基础的层面

如果搞清了水在人体的蛋白质折叠、

DNA碱基配对等方面如何发挥作用

会对人类健康和药物研发有很大帮助

此外,海水淡化、绿色能源等领域

也期待着对水更深的了解




加入顶尖科研小组

却被丢到车间里做技工


水科学研究并不容易

科研过程有快乐也有挫折

“但我想告诉大家的是

那些低谷的经历

很有可能会变成财富”


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在国外做博士后期间

江颖加入了一个顶尖的研究小组

但接下来的新仪器研制任务

却浇灭了他所有热情

他在车间里连续干了三个月的技工

有时凌晨两三点

还在操作机床,组装零件


看着周围同事的文章接连发表

他也曾失落和自我怀疑

对未来感到迷茫

但他后来想明白了

“对每个零件、每个细节把握到极致

才能让仪器性能发挥到极致”


这段经历对他回国后的

研究风格生了巨大影响

也为团队发展新技术

做好了铺垫



科学家亲自参与减震设计

打造“超稳”实验室


回国后
江颖加入了北京大学物理学院
量子材料中心
还参与了中心实验大楼的设计和搭建
虽然北京大学物理学院临近地铁
但通过逐级减震将地铁震动的影响
减小到了几乎可以忽略不计的水平
据我所知,我们的实验室
应该是世界上唯一一个
建在地铁站旁边的
高分辨的扫描探针显微镜实验室”

未来,希望能在看到水结构的基础上

解决人类生存和社会发展
休戚相关的一些实际问题
将高端的扫描探针显微镜国产化
破国际垄断
助力国家尽早实现
科技自立自强的目标




源:央视一套、CCTV-1《开讲啦》


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