最小的水滴有多大？長期以來，科學家們認為最小的水滴是由六個水分子組成的水團簇。然而近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員江淩和院士楊學明團隊，聯合清華大學教授李雋研究團隊在由五個水分子組成的水團簇中發現了三維立體結構的存在，證明最小的水滴是由五個水分子組成的水團簇。相關成果發表於《美國科學院院刊》上。

　自然界的水不是以單一水分子的形式存在的，而是由若干水分子通過氫鍵作用聚合在一起，形成水分子簇，俗稱水團簇。水分子通過自身不停地振動和轉動，以及其內部氫鍵斷裂和生成的過程，促使水團簇形成各種動態的網絡結構：少量水分子組成的水團簇呈現平面型，當水分子達到一定數量之後水團簇就會呈現立體結構，這些立體的水團簇也被稱作水滴。

　「我們利用大連相干光源，揭示了有限溫度條件下水分子五聚體已開始呈現液態水的結構特徵，從全新的角度詮釋了水的奧秘。」江淩介紹說。

　江淩和楊學明團隊利用自主研製的基於大連相干光源中性團簇紅外光譜實驗裝置，首次發現五個水分子團簇在三千五百至三千六百波數區間出現顯著的羥基伸縮振動，具有三維立體水團簇結構的特徵峰。李雋團隊通過理論計算方法，也證明了這一實驗結果。

　該工作揭示了由五個水分子組成的水團簇已經開始呈現水的立體結構和光譜特徵，突破了人們長期以來對最小水滴是六個水分子團簇的傳統認知，為揭開水的微觀結構演化的奧秘提供了新的思路。

　該工作得到國家自然科學基金委「動態化學前沿研究」科學中心項目、中國科學院戰略性先導專項（B類）「能源化學轉化的本質與調控」等項目支持。◇