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综述水这种物质在我们的身边随处可见 , 作为人类生存所必需的一种物质 , 他自然是不可缺少的 , 不管是在工业生产还是日常生活当中 , 这种物质的价值都是不可取代的 。
而且一般来说他会以几种最基本的物理形态来参与各种应用过程 , 包括最常见的固态、液态和气态 , 这也是我们在学习物理的过程当中接触到的内容 , 但是你知道吗?其实水还有第四种形态 , 被称为超临界水 。
超临界水的发现光从这个名字上来看 , 好像是一种很厉害的形态 , 但是似乎在生活当中很少听到过 , 我们都知道水的三种基本形态是由于温度的不同变化产生的 。
当环境温度低于零℃的时候 , 水就会从液态变成固态;而当温度高于一百℃的时候 , 水就会开始蒸发 , 变成气态 , 那么超临界水是不是也由温度所控制呢?
在回答这个问题之前 , 我们现在看看这种水是如何被发现的 。 2008年八月 , 德国的一个研究团队组织起考察队 , 到大西洋进行野外勘探工作 , 就是在这个时候 , 他们在海洋当中的一处山脊附近有了特别的发现 , 那就是在海底比较常见的热液喷口 。
热液喷口本身当然并不是让他们觉得惊喜的地方 , 真正让他们惊喜的是这个喷口附近的水 , 根据检测的结果 , 这些水的温度已经超过了临界温度 , 达到了464℃ 。
而之所以会出现这样的现象 , 是因为热液喷口在向外喷出一些高温的液体 , 这些液体对周围的海水进行了加温 , 并且在这个过程当中形成了一个特别的状态 , 研究者们把这种水的形态称为超临界水 。
从本质上来说 , 它确实就是水的物质组成 , 但是从形态上来讲 , 他既不是液态 , 也不是固态或者气态 , 虽然最终的形成跟温度的变化有关 , 但是同样存在着其他的一些影响因素 。
这也是人类有史以来第一次在野外环境当中发现超临界水的存在 , 在此之前研究者们只能通过技术手段来人工合成 。
对于第四种形态的水 , 科学界给予了极大的关注 , 因为此前的研究表明 , 超临界水是有着非常高的探索和应用价值 , 虽然在实验室当中确实可以通过各种方式来人工合成 , 但是整体上来说难度还是比较高的 , 而且整个过程也很复杂 。
除了对温度有着很高的要求 , 还需要在压强和氧化性方面得到精确的控制 , 才能够成功的制造出超临界水 。
从德国考察团队的发现来看 , 自然界当中确实可以找到这种水 , 那么是不是就意味着可以进行开采了呢?就目前的情况来说 , 恐怕还不能够实现 。
首先热液喷口附近本身就有着非常高的温度 , 一般的设备想要靠近 , 可能都会遇到很大的困难 , 比如说如果想用钻头的方式来开采的话 , 机器刚刚到达喷口 , 可能就会因为高温而出现故障 , 甚至直接融化掉 。
所以 , 如果想要研究或者开发超临界水 , 最好方式还是通过实验室的人为合成 , 从工业应用的角度来说 , 只要能够满足需求 , 不管是自然界中开采出来的 , 还是人为制造出来的 , 并没有太大的差别 。
而且即便我们能够顺利实现开采 , 但是自然界中到底有多少储备还是未知的 , 至少从当前来看 , 数量并不是十分可观 。
未来的应用那么超临界水具体可以应用在哪些方面呢?德国科学家在这方面的研究处在世界领先水平 。
他们首先提出用超临界水来进行塑料分解的做法 , 只要温度达到一定的标准 , 超临界水加上氧气 , 就能够很好的和聚氯乙烯塑料发生反应 , 最终能够分解掉的比例最高可以达到99%以上 。
如此显著的分解效果 , 几乎已经预示了人类对塑料废弃物的处理 , 将会进入了一个全新的阶段 , 环境保护的议题也能够在此基础上有很好的推进 。
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