液态水的许多异常性质，源于其连接良好的氢键网络，包括异常有效的振动能量重新分配和弛豫。准确描述水分子的超快振动运动，对于理解氢键的性质和许多溶液相化学反应至关重要。大多数现有的水中振动弛豫知识，都建立在超快光谱实验的基础上。然而，这些实验不能直接解决原子位置的运动，并且需要将光谱动力学难以转化为氢键动力学。今日，SLAC国家加速器实验室Kelly J. Gaffney，Todd J. Martinez，Xijie Wang，加州大学戴维斯分校Davide Donadio团队（通讯作者），第一作者为现为清华大学化学系Jie Yang在Nature上发文，报道了利用液体超快电子散射，以飞秒的时间和原子空间分辨率测量，对液态水中 OH 伸缩振动激发的超快结构响应。在 80 飞秒的时间尺度上，观察到大约 0.04 Å 的瞬态氢键收缩，在大约 1 皮秒的时间尺度上热化。分子动力学模拟揭示了，需要机械地处理氢键中共享质子的分布，以捕捉飞秒时间尺度上的结构动力学，从而揭示了 OH 拉伸松弛之前，水振动的分子间特征。图1 实验设计（图源Nature）
文献链接： /articles/s41586-021-03793-9 /10.1038/s41586-021-03793-9本文译自“Nature”。