9月4日消息，一个国际研究团队在《Nature Communications》发表研究（DOI: 10.1038/s41467-026-72955-y，第一作者为莫纳什大学Patrick Züblin），利用澳大利亚核科学技术组织（ANSTO）的多个大科学装置，揭示了水的液态-玻璃态转变这一悬而未决的基础科学问题的新答案。

对多数材料，可通过急冷（quench）冻结原子排列、避免结晶，从而观察到液-玻璃转变；玻璃态水在地球极地云中确实存在，但水结晶成冰的速度太快，科学家一直无法直接观测这一转变。

团队另辟蹊径，不再研究本体水，而是把微量水封入类脂分子phytantriol构成的极薄层状膜中——这种"软纳米受限"阻止了冰晶形成。实验在ANSTO动用了多种互补技术，时间尺度覆盖皮秒到微秒：SAXS/WAXS小角/广角X射线散射光束线表征phytantriol-水混合物的结构与低温行为（最低至-120°C，莫纳什大学Züblin博士到访澳大利亚同步辐射装置优化了低温测量）；Emu高分辨背散射谱仪与Pelican飞行时间谱仪则利用中子对氢原子的独特敏感性，选择性追踪复杂软基质中水分子运动并确定其何时慢至玻璃化；国立氘代设施通过氘代帮助区分水与周围脂质的行为。研究还辅以法国Soleil同步辐射测量、低温显微、核磁共振与计算机模拟。

核心发现：水在远比原先认为宽的温度范围内进入此前隐藏的玻璃态；在约-35°C至-20°C之间，水的分子动力学发生剧烈变化。在这一意外状态中，水变为玻璃态而周围膜仍保持流动。

意义层面，纳米受限水广泛存在于活细胞、冷冻保存的生物材料与食品体系中，理解其玻璃化行为对生物材料低温保存、食品冷冻技术以及基础水科学均有直接价值。 （来源：ANSTO）