2020年12月30号，拍摄于西藏军区的一则视频冲上了热搜：一位官兵在打开瓶子后，里面的纯净水迅速结冰。在心疼恶劣环境下依然坚守边疆的军人时，人们也不禁好奇“为什么打开瓶子，会让水瞬间成冰呢？”
打开瓶子的瞬间 水开始结冰
其实在日常生活中也会出现这种现象。例如，夏天的体育课结束后，总会到小卖部买一瓶冰水，如果你比较幸运地挑到了一瓶温度已经低于零度，但是仍处于液态的矿泉水，那么，就可以在同学面前表演一个“魔术”。将它轻轻拿起，然后在桌子上重重一放，里面的水就会立即结冰，而这种在0℃以下仍保持着液态的水就被称为“过冷水”。
(资料图片仅供参考)
将过冷水用力放在桌面上会迅速结冰
可是，中学课本上明明写着“水的冰点为0℃”，为什么还会出现不结冰的现象呢？
想要探究这个问题，就需要先了解“水结冰”的条件。通常情况下，水有气态、液态和固态三种存在形式，它们也被称作水的三种相。而除了温度和压力的会影响水的相变外，还有一个非常重要的因素，那就是“凝结核”。没有它的存在，即使温度达到了零度以下，水也难以结冰。（科学家在实验中发现，标准压力下，超纯水在零下48.3°C时才能均匀成核。）又因为我们在外面买到的纯净水中杂质含量极少，所以，就会出现“过冷水”的神奇情况。
水的相变
而想要打破这一亚稳定状态也非常简单。振动瓶身、投入杂质、或者将其缓缓倒在一颗冰块上，都能帮助过冷水快速找到凝结核，从而实现由液态到固态的相变。2019年，纽约州立大学奥尔巴尼分校的研究人员们，更是利用过冷水遇到杂质迅速凝结这一特质，制造出了一种新型的暗物质探测器。他们将水冷却到了零下20℃，然后暴露在不同的颗粒下，结果发现一些粒子可以引发过冷水的冻结。这在一定程度上提升了暗物质探测系统的敏感度，后来 科学家们也将这种方法称作“雪球室”（Snowball Chamber）。
将过冷水倒在冰块上 形成冰沙
暗物质探测使用的“雪球室”
但是，如果在高空中出现过冷水，对于飞机来说就不是一件好事了。云层中聚集的大量液态小水滴，在没有固体灰尘或者杂质干扰时并不会结冰，而一旦有飞机穿过云层，过冷状态下的小水滴就会在机身或者机翼上迅速成核结冰。这将大大影响飞机的航行安全，因此，驾驶员通常会根据指示避开这些云层。
机翼经过云层后结冰
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