揭秘水分解：水分子的秘密在超级电脑前无处遁形

使用两种以前没有结合过的模拟技术，化学家们能够设想神秘的化学反应，比如水分子的分裂。

化学反应几乎每时每刻都在发生，在我们周围，包括在我们体内。

对于一个分子来说，如果它是有知觉的话，我们的世界看起来就会是静止的。

在飞秒范围内(1飞秒是1千分之一秒)，分子之间的反应速度是不可测的。

在这样的速度下，即使是最简单的化学反应也无法在最先进的传统计算机上进行。

即使超级计算机可以通过计算机模拟达到飞秒级，预测反应的结果也很少被证明是正确的。

为了某些工业目的，化学家们希望通过不同的方法来加速某些反应，比如使用新的催化剂或尝试新的工艺。或者，有时，他们会放慢速度。

引起工业兴趣的其中一种化学反应是水的分裂，直到现在仍是一个谜。

直至现在，我们终于知道水分子是如何分裂的

水分子由一个氧原子和两个氢原子(H2O)组成，水覆盖了地球表面的71%，占人体的60%。

化学家们对产生水的逆向化学过程更感兴趣，例如，水分解。

水分解是一种使用非常高的温度将水分子分解成氢和氧的热化学过程，。

在氢经济的背景下，氢对于未来的应用尤其重要。

但是，在研究人员的实验室里，当他们倒水分子时，他们并不知道究竟是什么首先引发了分裂。

现在，来自挪威特隆赫姆，挪威科技大学(NTNU)的化学家们可能已经解开了这个谜团。

该团队将两种以前没有一起使用过的技术结合到一种机器学习模拟方法中，使他们能够以前所未有的方式近距离观察水分解事件。

在运行了超过10万次模拟水分子离解过程后，研究人员能够精确地指出分子结构不规则性是引发水分子离解的原因。

论文的作者说:“我们发现了水结构中的异常，这些异常是反应的引发因素，这一发现为指导和催化化学反应提供了范式。”

理论上说，在水的状态下，H2O分子的生命周期约为11个小时，在此之后，它会自动生成氢和氧原子，尽管这种情况很少发生。

从分子尺度(飞秒)上来讲，很多事情都可能发生并在这个时间窗口并触发分裂。

这种新方法有助于跟踪分子轨迹和水分裂时发生的自电离动力学。

NTNU法可以用来研究其他化学反应的机理，了解不同分子之间复杂的化学键。