液体の水の中には、2種類の構造が共存する

 人類にとって極めて重要な水の構造をめぐっては、1世紀以上にわたって論争が続いてきた。4℃で密度が最大になるなど、他の液体にはない様々な特異な性質を示すことが知られる水の異常性の起源が、幅広い連続的な分布を持つ構造によるとする「連続性モデル」(ポープルらが提唱)と、2つの成分からなる構造によるとする「混合モデル」(レントゲン、ポーリングらが提唱)の間で、直接的証拠が存在しなかったためだ。

 しかし今回、東京大学 生産技術研究所のグループが、この長年の未解決問題に決着をつける証拠を見出した。一般的な水モデルのシミュレーションと最新のX線散乱実験データの詳細な解析により、水の構造因子には、見かけ上の「一つ目の回折ピーク」の中に、2つのピークが隠れていることを発見したのである。

論文情報:【Journal of the American Chemical Society】Direct Evidence in the Scattering Function for the Coexistence of Two Types of Local Structures in Liquid Water