雪花的耀眼之美证明了水在冰点以下可以形成的惊人形状。
压力之下，H的优雅舞蹈2O分子在超冷的温度下会扭曲成某种奇怪的东西，几乎把自己打成结以避免转变成冰。
英国伯明翰大学和意大利罗马大学的研究人员研究了加压液态水中分子在通常会导致结晶的条件下的行为。
基于一种对水作为颗粒悬浮液的行为进行建模的新方法，他们确定了两种不同液态的关键特征；一个“拓扑复杂”，以类似于椒盐卷饼的上手结连接，另一个以更低密度的更简单的环形式连接。
“这种水的胶体模型为分子水提供了放大镜，使我们能够解开有关两种液体的故事的水的秘密，”说伯明翰大学化学家 Dwaipayan Chakrabarti。
理论20世纪90年代制定暗示了当水存在时可能发生的分子相互作用过冷的– 冷却至低于其典型冰点的温度而不凝固。
科学家们已经冷却水多年来一直没有变成固态，在极其寒冷的 –263 摄氏度（–441 华氏度）的瞬间以混乱的液体形式存在，但没有变成冰。
就在实验室中展示这些状态方面取得的进展而言，科学家们仍在试图弄清楚过冷液体在失去热量时到底是什么样子。
很明显，在临界点，水分子之间竞争的极性吸引力超过了抖动粒子的热力学嗡嗡声。由于没有足够的空间来推动结晶形式，分子需要找到其他舒适的构型。
由于影响因素如此之多，研究人员通常会尽力简化并关注重要的变量。在这种情况下，将“水团”视为溶解在液体中的较大颗粒，有助于更好地理解从一种排列到另一种排列的转变。
基于这一观点的计算机模型指出，水被推开，而由颗粒组成的形式以更致密的形式沉降得更紧密，之间存在微妙的变化。
有趣的是，这种水生景观中分子相互作用的形状（或拓扑）看起来也完全不同，分子在挤在一起时会纠缠在复杂的网络中，或者在分开时会形成简单得多的形式。
“在这项工作中，我们首次提出了基于网络的液-液相变的观点想法，”说Francesco Sciortino，罗马第一大学凝聚态物理学家。
“我相信这项工作将激发基于拓扑概念的新颖理论模型。”
这个由纠缠粒子网络组成的奇怪空间已经成熟，值得探索。虽然与共价键分子的长链并不完全不同，但这种结是暂时的，会随着液体环境的变化而交换成员。
鉴于它们之间错综复杂的相互作用，在高压、低温环境中发现的液态水的性质应该与我们在地球表面发现的任何液体都非常不同。
不仅了解水在这些条件下的拓扑行为，还了解其他液体的拓扑行为，可以让我们深入了解极端或难以接近的环境（例如遥远行星的深处）中材料的活动。
“想象一下，如果我们能够观察液体内部并观察水分子的舞动、它们闪烁的方式以及它们交换伙伴、重组氢键网络的方式，那该是多么美丽，”说西奥蒂诺。
“我们提出的水胶体模型的实现可以使这个梦想成真。”
这项研究发表于自然物理学。
