液-液转变（LLT）是一种奇特的现象，其中单组分液体通过一级相变转变为另一种液体，这改变了对液态的基本认识。研究人员基于计算机模拟已经从水、硅、二氧化碳、碳、氢和氮中成功预测了LLT。实验发现LLT主要存在于过冷（即亚稳态）液体中，如Y₂O₃-Al₂O₃混合物、水和其他分子液体。然而，过冷液体中的LLT往往与结晶同时发生，因此很难将彼此分开。在某些情况下分离低密度和高密度液体的液液临界点（LLCP）被认为类似于气液临界点，但尚未对任何材料进行实验观察LLCP。

近日，欧洲同步辐射光源（ESRF）Mohamed Mezouar报道了结合的原位密度，X射线衍射和拉曼散射测量结果，为硫中的一级LLT和LLCP提供了直接证据。

文章要点

1）这种LLT转变表现为低密度液体和高密度液体之间的急剧密度跳跃，并且在对分布函数中具有明显的特征。

2）研究人员观察到密度跃迁随温度的非单调变化：当远离临界点时，密度跃迁先增大后减小。这种行为与密度和熵在推动转变过程中的竞争效应有关。

硫中一阶LLT和临界点的存在有望用于揭示水等重要液体的异常现象。

Henry, L., Mezouar, M., Garbarino, G. et al. Liquid–liquid transition and critical point in sulfur. Nature 584, 382–386 (2020)

DOI：10.1038/s41586-020-2593-1

https://doi.org/10.1038/s41586-020-2593-1