近日，来自法国和澳大利亚的研究人员应用一种粒子物理的常用研究方法，观察到了一个纳米液滴中的水分子的蒸发过程，并分析了能量如何在这种仅含有几个水盆子的液滴内的分布。这一研究对水分子中氢键的物理性质有重要的启发作用。研究中对水分子的精确观察技术，可能用于更广泛的研究工作中。

蒸发过程中，水分子需要克服一个或几个氢键的作用。这些氢键正式常温下水呈现液态而非气态的原因。这使得水分子虽然常见，但却是一种物态现象中的特例。

水的蒸发在日常生活中很常见。在分子水平，蒸发表现为分子从液滴中的逸出。这意味着液滴中的能量在水分子之间被传递。

因斯布鲁克的利奥波德茵大学Tilman Mark教授所带领的研究团队和里昂大学的Michel Farizon合作，使用速度分布成像技术，测量了不同尺寸质子化纳米液滴中水分子的蒸发时速率。另外，研究中还使用了一种新的能够细节表现液滴的质谱仪，让纳米液滴和其他原子（如氩原子）碰撞，研究水分子在碰撞后如何分离。

研究表明，尺寸较大的纳米液滴和宏观液滴的表现基本相同。将研究对象看做热力学体系，用麦克斯韦-玻尔兹曼统计原理可以描述整个蒸发过程。然而，实验中还观察到一种较高速的速度分布，这表明蒸发过程中分子在液滴能量完成重新分布前就可能逸出。这一现象也被称为“非遍历”运动。

最终，这一研究成果可以观察水分子间氢键的性质，并得知液滴中能量时如何分布的。

这一研究中使用了小数量的分子，这意味着在大气科学，天体化学和生物学领域研究中，氢键对经典、半经典以及量子系统的能量影响可以被定量研究。