争论几十年的水之谜,被AI一举破解!港城大&中石大成果登Nature Physics
计算材料学
2026-06-16 20:11
文章摘要
本研究针对液态水中长期存在的“双组份水模型”争议,即水中是否存在持续相互转化的类高密度(A组份)与类低密度(B组份)两种隐藏组分。研究背景是传统研究方法依赖人为经验设定截断值,导致结论备受质疑。研究目的旨在通过绝对客观的方法,在分子水平上验证双组份的存在并揭示其转化机制。香港城市大学与中国石油大学(华东)团队首创无监督深度学习框架,分析了7400多万个水分子结构。研究发现:常压下确实存在A/B两种“暗”组份,AI提取的A组份占比与系统总体积呈完美线性关系(R²接近0.99);并揭示了A/B分子相互转化的“环状”路径,与传统线性路径假设不同。该成果直接回应了反对派的核心质疑,证明了双组份的普遍存在,并能精准预测过冷水液-液共存线。研究开创了液体微观机理研究的新范式,标志着复杂液体研究从经验驱动进入AI数据驱动的新时代,为理解水的反常性质提供了终结级证据。
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