导读 由于全RIKEN团队发现了水表面分子如何失去能量，涉及水表面的化学反应和物理过程将更容易建模。水在许多方面都是异常的。例如，它的冰点和

由于全RIKEN团队发现了水表面分子如何失去能量，涉及水表面的化学反应和物理过程将更容易建模。水在许多方面都是异常的。例如，它的冰点和沸点远高于与其他氢化物进行天真比较时的预期值。这些异常性质中的大多数源自氢原子对附近分子中的氧原子的强烈静电拉力。这种吸引力在相邻的水分子之间产生了氢键。

这些氢键在水体内形成3D网络。但是，位于水表面的分子层与其他分子的不同之处在于，它仅与位于其下方的分子形成氢键。由于该层只有一个分子厚，因此对其了解不多。

现在，RIKEN分子光谱实验室的Tahei Tahara及其同事发现了这些表面分子如何损失能量。

Tahara说：“水界面在许多基本化学和物理过程中起着关键作用。” “因此，了解界面水如何耗散能量对于在分子水平上理解和控制界面现象至关重要。”

地表水分子具有一个伸入空气中的羟基(OH)，该羟基没有氢键网络。该小组发现，地表水分子主要通过旋转该突出的OH键来耗散能量(图1)。这违背了传统观点，即表面分子仅通过与相邻分子相互作用而损失能量。

Tahara指出：“这一发现完全违背了现有的信念，即游离OH的能量消散会随着能量转移而进行。”

这一发现将揭示不仅仅是水面的动力学。Tahara说：“我们相信，我们的发现为充分阐明动力学过程(包括在水界面进行的化学反应)提供了基础。”

为了进行发现，该团队使用了一种光谱技术，该技术可以选出表面分子并探测其随时间的变化。这是一项具有挑战性的测量。Tahara说：“这是一项艰巨而微妙的实验。” “我们必须在控制飞秒激光脉冲的相位的同时，检测空气-水界面仅由一个水层产生的微弱信号中的飞秒变化。”

该小组接下来打算研究界面水的氢键OH基团如何传递能量。Tahara说：“这将使我们对水界面处的能量转移过程具有连贯一致的看法。”