科学家们发现了检测水中邻位反应的新方法

水分子以两种形式或“异构体”，邻位和对位存在，具有不同的核自旋态。在邻水中，核自旋彼此平行，并且在对水中，自旋是反平行的。将原水转化为副水，反之亦然，这与从核磁共振(NMR)到天体物理学等广泛的科学领域有关。

虽然可以分离邻水和副水分子，但很难在大量水中研究它们，因为快速的质子交换和受阻的分子旋转模糊了对两种自旋异构体的直接观察。

为了帮助观察散装水中的这种转变，南安普顿研究小组将单个水分子限制在C60碳笼或“巴基球”中以产生超分子内烯烃H2O@C60。该团队大大提高了这种化学合成的产量，使他们能够研究大量的这种物质。

碳纤维笼防止水分子冻结并使它们分开，以便它们在非常低的温度下继续自由旋转，从而可以研究转化。

由于水具有电偶极矩(正电荷和负电荷分离的度量)，研究人员在低温下测量了H2O@C60的介电常数，并发现随着水从邻位转变为对数，它会减少，与量子理论和以前的NMR研究。

化学高级研究员兼主要作者BennoMeier博士说：“H2O@C60的体积介电常数取决于封装水分子的自旋异构体组成。观察到随时间变化的体积介电常数在5K时，由于包封的水从邻位转化为对位异构体，是由于自旋转化时分子极化性的变化。

“这项工作是马尔科姆莱维特教授和理查德惠特比教授之间长期和富有成效的合作的结果，他们多年来一直在分子水平上研究对位转换的邻位。”

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