众所周知，水在众多科学领域起着非常重要的作用，但至目前，水依然是最令人费解的化学物质。在最近发表的10大热点文章中就有两篇是特别关注水的研究文章。一篇是用水解决纳米合成过程中所遇到的一个重大难题的；另一篇则是对水的结构的探查，其结论是有关水的现行理论是不正确的。
排名第3位的文章是由位于日本筑波的国家高级产业科技研究所的研究小组完成的。该研究小组的领导人是在1991年发现碳纳米管的Sumio Iijima。他们通过在制备碳纳米管的化学气相沉积过程中加入微量的水，从而使制备更加容易，仅仅10 mins之内，就在硅片上生长出长2.5mm的单壁“碳纳米管林”(“forest”of carbon nanotubes)，而且摆脱了以往制备方法所得产物含有杂质的困境，得到了无任何杂质的碳纳米管。
该项工作主要是由Kenju Hata和Don Futaba完成的。他们利用含水量为0.01%的过热乙烯制备出了纳米管。在制备过程中，碳聚集体一直是合成中的一个主要难题，而水与碳聚集体反应形成了H2和CO，从而消除了该问题的困扰。Hata和Futaba还发现利用以线形和环形排列的催化剂可以制备出层状和柱状纳米管。透射电子显微镜显示上述所有纳米管均为单壁，同时热解重量分析证明它们的纯度极高。
Hata在接受Science Watch采访时解释了他们的文章受到广泛关注的原因，他说：“阻碍碳纳米管发展的主要原因是其制备非常困难，然而我们的方法却能给科学界、工业界及相关领域带来希望。一旦研究机构和工业界能够大量地得到碳纳米管，那么其商业应用前景将非常广阔。目前我们正在与一些公司合作，发展大规模生产，希望可以实现这些应用目标。”若要更多地了解这个工作组的研究成就，请参见D.N. Futaba, et al., PhysicalReview Letters,95(5): 56104, 2004。
另一篇有关水研究的文章是由Anders Nilsson和LarsPettersson负责的研究小组发表的，其研究内容是液态水本身。该研究文章位于热点论文的第6位，是斯坦福同步辐射实验室、柏林BESSY(柏林同步辐射电子储存环机构的简称)的研究人员以及瑞典林克平及斯德哥尔摩、荷兰乌得勒支各高校研究人员共同努力与合作的结果。这篇跨地域合作的文章揭示了氢键是保持水为液态的作用力，从而表明先前的假设是错误的。为此，《科学》杂志将该文列为2004年度第二大科学突破之一。
Nilsson运用 X射线吸收光谱以及X射线拉曼散射，对温度范围在25℃至90℃的水进行探测。研究证明在室温下80%的水分子只形成两个强氢键，90℃时上升为85%，水分子的这种排列与在冰结构中形成四个氢键的形式截然不同。文章6指出液态的水主要由链和环组成，它们被两个强氢键聚集在一起，并嵌入被弱氢键连结的无序水分子簇网络。(www.xing528.com)
Nilsson在接受Science Watch采访时透露了他们目前的研究计划：“我们希望测量在不同热力学或者化学环境下水X射线光谱的变化情况，从而最终获得对其结构更详细的理解。我们现在正在对其进行衍射、红外线（IR）、拉曼光谱以及核磁共振（NMR）的理论分析，并研究水在不同离子水溶液以及不同pH 值条件下的情况。
在文章6发表以后，该小组还撰写了关于冰中氢键的文章（A. Nilsson, etal., J. Chem. Phys., 122[15]:154505,2005）以及超临界水中氢键的文章（P. Wernet, et al.,J.Chem. Phys., 123[15]: 154503, 2005）。Nilsson和Pettersson同时还在调整实验和理论方法，其中包括采用延伸X射线吸收精细结构（EXAFS）、光电子能谱、康普顿散射、非偶极X射线拉曼散射、X射线散射、共振俄歇光谱以及超快X射线吸收光谱。利用这些武器是否可以打破通向水内部神秘结构的大门呢？也许吧。
来源 ：Thomson Scientific 热门论文数据库
翻译：朱海峰审校：金碧辉
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