自然界中水,，一般情況下有固態(tài),、氣態(tài)、液態(tài)三個狀態(tài),，然而,，科學家們卻發(fā)現(xiàn)，水第四種形態(tài)——超臨界狀態(tài),。

臨界狀態(tài)是什么狀態(tài),？這是一種什么水？

這是科學家2008年在海底發(fā)現(xiàn)的第四種水,，一種可以溶解各種物質(zhì)的水,。

科學家們認為，第四狀態(tài)的水或許會成為未來最強的溶劑,。

噴涌的泉水

超臨界水

當壓力和溫度達到一定條件時,，水的密度和水蒸氣的密度是一樣的，此時的水不是液態(tài)也不是氣態(tài),，被稱為超臨界狀態(tài),。

此時的水，液體和氣體便沒有區(qū)別,，它們?nèi)诤显诹艘黄稹?/p>

科學家們發(fā)現(xiàn),，超臨界水具有很強的氧化性，如果將物質(zhì)放入超臨界水中,，再充入氧氣,，物質(zhì)很快就會被氧化。

這個物質(zhì)還會被溶解在了超臨界水里面,，如果是可燃物質(zhì),，那么超臨界水就可以燃燒。

固態(tài)的水

那么水要在怎樣的環(huán)境下才能成為超臨界水呢,？

當水的溫度達到了374℃,，處于22.1MPa時，就會進入超臨界狀態(tài),。

臨界狀態(tài)的水具有無敵的溶解性,，任何物質(zhì)都可以在里面溶解，包括金屬,、巖石,、甚至是生物。

當物質(zhì)進入超臨界水以后,，成為了溶液,，因此化學反應(yīng)速度加快，是標準大氣壓,、室溫下的100倍,。

超臨界水

有這么強大的水，為什么還不投入使用,？這是因為,，超臨界水目前還存在于科學家的電腦模擬里面，想要真正獲取超臨界水,，困難非常大,。

前面說到過，任何物質(zhì)都可以在超臨界水中被溶解,，那么取水的機械儀器一碰到超臨界水就會被破壞,，無法提取樣本。

而且超臨界水一旦離開臨界溫度和氣壓,，就會變成普通的水,，失去了研究的意義。

自然界中的普通液態(tài)水

2008年,，德國的科學家科學家首次在大西洋的海底熱泉口發(fā)現(xiàn)超臨界水,，但是的溫度達到了驚人的464℃，這是目前人類發(fā)現(xiàn)的最高水溫,。

由于溫度實在太高,，普通的海底機器人根本無法使用。

海底熱泉口對于生命來說無比重要,，地球最初的生命就是誕生在這里,。

而在它的周圍發(fā)現(xiàn)了超臨界水，這不禁讓人猜測,，生命的誕生會不會與第四種水有關(guān),。

海底熱泉口

超臨界水與生命

我們常說水是生命之源，而這個水指的是海水,，液態(tài)海水,，畢竟生命起源于海洋。

然而在發(fā)現(xiàn)超臨界水之后,，有科學家認為生命起源的水,，或許不是普通的海水。

前面說到過，超臨界水可以溶解一切物質(zhì),，那么在地球剛誕生沒多久,，海洋剛形成的時候，海底熱泉口的超臨界水中,，溶解了許多物質(zhì),，它們或許就只是一些巖石中的無機物而已。

這些無機物如果只是在單純的海水里,，是不會反應(yīng)的,，然而在超臨界水里，一切都變了,，它們形成了一種新的物質(zhì)——有機物,。

早期的地球海洋

這些有機物跟隨超臨界水離開了熱泉口，溫度下降之后,，它們被析了出來,，游離在了液態(tài)海水里，然后開始互相之間的合作,。

從這一刻開始,，地球進入了分子生命，然后一個叫“露卡”的生命出現(xiàn),，它具有當時天頂星級別的裝配——細胞結(jié)構(gòu),。

于是從“露卡”開始，一支全新的演化路線取代了分子生命,，成為了地球生命的主流,，它們就是細胞生命。

早期生命

由此,，一棵生命演化的大樹開始萌芽,。

“露卡”就是包括今天自然界所有細胞結(jié)構(gòu)生物的共同祖先，而最初的那個分子生命形態(tài),，被科學家懷疑是病毒的祖先,。

總之，如果這個假說成立,，那么就可以證明生命的確是地球在機緣巧合之下創(chuàng)造出來的,，不是外星來客。

以此類推,，如果別的星球也有這樣的條件,，比如海洋，里面有海底熱泉口提供高溫,，達到水的超臨界值,。

生物演化之路

之后在超臨界水中,，完成了無機物到有機物的合成。

然而這有個問題,，很有可能別的星球的有機物合成和我們地球的不太一樣,，比如它的超臨界水中含量最多的是硅，那么最后演化出來的就會是硅基生命,。

生命可以誕生在超臨界水里面，那么生命也會因超臨界水而更加精彩,。

超臨界水如果將來被利用,，那么會有哪些方面的用途？

人們想象的硅基生命

超臨界水的作用

超臨界水可以由一般的液態(tài)水在高溫,、高壓之下進行,，這個環(huán)境可以在太空中達到。

那么我們就可以在太空中制備超臨界水,，然后將我們想要的物質(zhì)溶解在超臨界水里面,，帶回地球。

或者直接將溶于超臨界水的物質(zhì)拿來使用,，比如土衛(wèi)六上被認為存在很多甲烷,，它們以固態(tài)的形式存在。如果我們將甲烷溶解在了超臨界水里面,，那么就可以直接在太空中使用,。

超臨界水也是很好的反應(yīng)介質(zhì)，兩種很難反應(yīng)或者很難反應(yīng)的物質(zhì),，在超臨界水中就可以快速完成,。

土衛(wèi)六

如果我們能將其投入實際中，那么很多我們無法克服的化學反應(yīng)就能順利進行,，或許真能制造出硅基生命,、硼基生命等不可思議的模式。

而且臨界值的各種特性還會隨著溫度,、壓強的變化而變化,。

最先發(fā)現(xiàn)超臨界水的德國科學家們發(fā)現(xiàn)，在超臨界水500℃的時候充入氧氣,，然后再放入聚氯乙烯,，將其氧化。

之后再通過降溫的方式獲得新的聚氯乙烯,，它可以被降解99%,，并且不產(chǎn)生有害物質(zhì)。這比現(xiàn)在垃圾處理直接焚燒產(chǎn)生有毒物質(zhì)環(huán)保多了,。

聚氯乙烯產(chǎn)品

然而,，超臨界水雖好,，卻很難制備，確切地說是很難操作,。首先就是條件,，需要加溫、加壓,，這本身就需要耗費很多的能量進去,，增加了成本。

其次,，超臨界水溶解能力強,，它會將一起破壞掉。因為它的溫度這么高,，人不可能到現(xiàn)場做實驗,，必定是在機械的幫助下完成。

然而,，機械可能一碰到它就“化了”,。

自然界的超臨界水已經(jīng)在2008年被發(fā)現(xiàn)，為什么14年過去了,，關(guān)于超臨界水的研究依然沒有取得巨大的進展呢,？

實驗室中的超臨界水裝置

新的體系

這是因為科學家們發(fā)現(xiàn)，一般的物理知識,，在超臨界水中無法正常使用,。

正常的流體力學無法用在超臨界水身上，因此研究才會進展得非常緩慢,。

因此有科學家呼吁,，應(yīng)該建立一套屬于超臨界水的動力學體系，才能更好地發(fā)展,。

然而這對才起步的超臨界水來說,，是一條很長的路。

流體力學

超臨界狀態(tài)也并不完全局限于水,，氣體以及其他液體也存在同樣的狀態(tài),，所以真要研究的話，這將是一個充滿挑戰(zhàn)的未知領(lǐng)域,。

如果在這上面取得突破進展,，那么人類的科技或許會直接一個飛躍。

這其中,，水的臨界條件太過于苛刻,，因此研究的方面很少，但是別的物質(zhì)可就不一定了,。

超臨界設(shè)備

比如二氧化碳,，它的臨界溫度和臨界壓力都比較小,，臨界溫度只有31.26℃，臨界壓力只有7.38MPa,，比較容易實現(xiàn),。

所以我們對超臨界的二氧化碳研究得比較多，它價格便宜還沒有毒性,，活性較低,，鐵蛋白-二氧化碳常被用來萃取非極性和略有極性的物質(zhì)。

在超臨界狀態(tài)下,，物體會具有氣,、液的雙相性質(zhì)，可以被用在很多方面,?？梢酝ㄟ^改變溫度和壓力改變?nèi)芙舛?，所以在醫(yī)學上有很高的前景,。

超臨界二氧化碳制備

目前人類獲得的超臨界體還不多，也難怪科學家們會說,，未來的世界屬于超臨界體,。