分子科学研究所的一位科学家发表了一项研究成果，对过冷水中动态减速这一令人费解的现象提供了深入的了解，这是理解液体玻璃化转变的重要一步。

新研究揭示低温下水动力学如何减慢

这项研究题为“揭示过冷水中的动态减速：动态无序在跳跃运动中的作用”，探讨了当水冷却到冰点以下而不结冰时，控制其动态行为的微观机制。这项研究发表在《化学物理学杂志》上。

当水处于过冷状态时，其动态会显著减慢，但结构不会发生明显变化。本研究利用分子动力学模拟研究了水分子的跳跃动力学，这是结构变化的基本过程。结果表明，随着温度降低，由于动态无序，这些动力学偏离了预期的泊松统计量。

动态无序是指慢变量与分子跳跃运动之间的竞争。研究人员发现，跳跃分子中第四近氧原子的位移是低温下与跳跃运动竞争的慢变量。这种位移发生在第一水合壳层以外的波动环境中，对跳跃动力学有重大影响。

随着温度下降，水分子的动力学变得越来越缓慢和间歇，因为分子被困在延伸、稳定、低密度的域中。随着进一步冷却，分子之间的相互作用之间的相互作用变得更加协同，增加了跳跃动力学的复杂性和维度。

这项研究加深了我们对过冷水的理解，并为未来研究接近玻璃化转变的液体分子动力学奠定了基础。玻璃化转变过程与广泛的应用相关。

因此，本研究开发的方法的应用将帮助我们了解各种材料的慢速运动如何导致玻璃化转变。此外，这项研究为未来研究阐明其他系统(如蛋白质)中的复杂动力学奠定了基础。