用17O核磁共振研究液态水的团簇结构

第２４卷第１期

２００４年１月环境科学学报ｖｏｌ２４，Ｎ。．１Ｊａｎ．．２００４ＡＣＴＡＳＣＩＥＮ’ｎＡＥＣＩＲＣＵＭＳＴＡＮ‘兀ＡＥ

中图分类号：０４８２文章编号：０２５３－２４６８（２００４）０１－０００６．０４５３＋２，ｘ１３２文献标识码：Ａ

用１７０核磁共振研究液态水的团簇结构

李福志１，张晓健２，吕木坚３（１清华大学深圳研究生院环境工程和管理研究中心，深圳５１８０５７；２

清华大学环境科学与工程系，北京１０００８４；３北京大学化学学院分析中心，北京１００８７１）

摘要：阐述丁利用核磁共振谱线宽表征摊态水西藏结构平均相对大小的原理，通过试验确定了以１１０棱磁共振谱线宽作为衡

量液态水团簇结构半均相对大小的指标，并以温度升高过程中液态水１＇０．ＮＭＲ谱拽宽的变化对该指标进行ｒ初步的验证

关键词：１７０棱磁共振；谱线宽；水团簇

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在液态水中除了存在单个的水分子外，还存在着由若干水分子通过氢键结合的水分子团

簇（ｗａＩｅｒｃｌｕｓｔｅｒ）（见图１）．水的这种团簇结构是引起它的牯度、表面张力、熔点、沸点以及热容

等数值都很高的原因．近年来，有研究者开始研究水的不同团簇

结构可能对人体健康产生的影响

在食品、饮料等工业对水的应用中，首先发现了水的团簇结

构影响水的功能的情况．在日本清酒的研究过程中发现，陈年酒

的风味比未经酿成的酒要醇美而不会宿醉．经过化学分析发现，

二者之间在酒精度、糖度以及其它组分方面都没有什么差异，只

是陈年酒的水团簇中所含的水分子数目变少，也就是水的物理

雷１液态水的团糖结构示意围

”。‘性质有所不同．研究者由此开始关注水的团簇结构对健康的影响”。．在奥地利，约翰 格兰德（ＪｏｈｎＧⅢｄｅｒ）发明了一种称为“活

水系统”的水质处理系统，它利用物理学原理解决水的团簇结构的问题．据称“活水系统”所生

产出的水具有增强人体健康，促进植物生长以及抑制细菌繁殖等功能”１．日本的”．ｗａＩｅｒ则宣

称，将金鱼放在“一ｗａｔｅｒ中予以密封，而金龟仍能生存５个月之久…同时，国内的“自然回归

水”、“矿溶生态水”等也都宣称对水的团簇结构进行了改变，具有许多促进人体健康的功能

收稿日期：２００２—１２．１６；修订日期：２００３．０５．３０

基金项目：国隶自然科学基金（项目批准号：５螂７８０２６）

作者简介：李檑志（１９７３），男．博士，ｌ｛一如＠１９１ＩＩｇｈｕａｅｄｕｃｎ