水是生命之源，地球面積的71%是海洋，地球之所以能有豐富多彩的生命，跟水的大量存在是緊密相關的，而人類在探索宇宙尋找地外生命的時候，也把一顆星球是否有液態水做為首要條件，只要發現了有液態水存在的星球，就會引起科學家的高度關注，意味著這顆星球可能有生命的存在。
水是地球上最豐富，同時也是人們最熟悉的物質，人們的日常離不開水，我們平時要補充大量的水分，人們的身體也需要水。可能很多人說，我們對水太熟悉了，每天都接觸，人們真的瞭解水嗎？越是簡單的東西，往往越難了解，而水就是這樣，水或許在普通人眼裡就是很熟悉，很簡單的物質，但在科學家眼裡，水卻是人類最不瞭解的物質之一。
水之所以如此複雜，一個重要的原因就是氫（H）原子核的量子效應。水的分子結構很簡單：H2O，而H是元素週期表中最輕的原子。一般來說，如果原子核較重，可以近似地把它處理為經典粒子，只需把電子量子化，從而對其進行研究——但這種方法套用在H這種“近似電子重量”的原子核身上，就失效了。
此外，水與其他物質的相互作用同樣十分非常複雜。北京大學物理學院量子材料科學中心教授江穎說，由於水是強極性分子，它作為溶劑能使很多鹽發生溶解，而且能與溶解的離子結合在一起形成團簇，此過程稱為離子水合
離子水合這個過程可以說是無處不在的，它在很多的物理，化學，生物等領域都扮演著重要的角色，像一些物體的溶解，電化學的反應，生物體內的離子轉移，大氣汙染，海水淡化等。可以說，離子水合在我們的眾多領域都時不時得發生著。
對於離子水合的研究早在100年前就開始了，那個時候的科學家已經發現了離子水合的存在，但可惜經過100多年的研究努力，離子的水合殼層數、各個水合層中水分子的數目和構型、水合離子對水氫鍵結構的影響、決定水合離子輸運性質的微觀因素等諸多問題，至今仍沒有定論。
關鍵的原因是缺乏單原子、單分子尺度的表徵和調控手段，以及精準可靠的計算模擬方法。不過近年來，我國科學家王恩哥，江穎與同事、學生一起合作，發展了原子水平上的高分辨掃描探針技術和針對輕元素體系的全量子化計算方法，在水/冰的結構和動力學研究中得到了成功的應用，通過實驗和理論的深度融合，刷新了人們對水和其他氫鍵體系的認知。
王恩哥表示，經過中國科學家20多年的持續投入、4個課題組的緊密合作，終於在實驗上製備出的單個離子水合物團簇，並通過高分辨成像搞清楚了其幾何吸附構型。
在此基礎上，研究人員還發現了一種有趣的幻數效應：包含有特定數目水分子的鈉離子水合物，具有異常高的擴散能力——說白了就是比其他水合物“跑得快”。
我國對於水的原子極限的最新研究成果，對於人類的眾多領域的發展將有非常重要的意義，未來會應用到離子電池，電化學反應，海水淡化，環境汙染等，甚至在未來的太空領域的應用上也將有重要作用。
對於水這種我們常見的物質的研究，我國走在了世界前列，但水這種物質並不是那麼簡單的，宇宙中很多的星球都有水的存在，而不同的星球上，水這種物質可能會有所不同，地球上的水我們可以直接飲用，外星球上的水可能對於人類來說可能會有毒。
只有對水有著深入的瞭解，完全破解了水的微觀世界的終極秘密，我們才能在未來的星際移民中對外星球的水有著更深入的瞭解，才可以將外星球不適合人類飲用的水經過處理變為適合人類使用的水。
人類的未來是星辰大海，人類的腳步必然踏遍銀河的每一個角落，而有水的星球也會被大量發現，那時我們會發現，外星球的水可能真的得地球不一樣，看似一樣的外表下，內在是完全不同的，只有通過水內部的微觀世界才能發現其奧秘。
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