水是一種電導體，這是在科學課上都會教的一個基本常識——當然這也是為什麼水系神奇寶貝怕放電型別的。但說實在的，儘管水導電的現象看似很簡單，但200多年來，沒有人能夠在原子層面上解釋水是如何導電的。

有趣的是，雖然在周圍世界看到的水都是良電導體，在實驗室之外很罕見的超純水實際上不導電，因為它缺乏自由電子。但是，在自然界中，幾乎所有的水都會與沉積物和礦物質混合，從而電離水分子並使之導電。

但一直以來，科學家還沒辦法解釋質子（氫原子核）本質上是如何在水中移動的。在化學和生物學中，這個基本過程還未有一個強有力的解釋。直到現在，由耶魯大學化學教授Mark Johnson領導的一組研究人員首次對水分子中發生的電子轉移拍攝了光譜快照，終於揭開了水如何導電之謎。

科學家終於知道水的導電過程是水分子透過氧原子將質子從一個水分子轉移到另一個水分子，就像分子接力賽一樣。水分子的導電過程被稱為格羅特斯機理，化學家特奧多爾·格羅特斯於1806年首次對此進行了描述，兩百多年之後終於在原子層面上得到了解釋。下圖是水分子導電的機理圖：

紅色為氧原子，灰色為氫原子

多年來在分子水平上研究水的化學性質為Johnson的團隊提供了一個優勢。他們能夠凍結化學過程，得以捕獲分子的瞬態，從而揭示由於格羅特斯機理導致的結構變化。

為了提高影象的清晰度，研究人員只使用了5個“重水”分子（由氫的同位素氘和氧組成的化合物），然後將之冷卻至接近絕對零度（零下273.15攝氏度）。這樣，一切過程都被放慢，質子運動的影象也就能變得更加清楚了。

本質上，科學家發現的是一種羅塞塔石碑（解釋古埃及象形文字的可靠線索）。這提供了關於水及其導電效能的新見解，而此現象是地球上許多化學反應的一部分。

除此之外，該研究團隊使用的技術也是革命性的。它也可以使我們一窺水的其他性質，例如其神秘的第二種液態。

儘管水無處不在，但它是宇宙中最不可思議的分子之一。對水及其導電性在原子層面進行更深入的研究，可揭示科學家先前錯過或誤解的東西。

純水不導電，是因為沒有載流子。或者說載流子很少。而一般喝的所謂純淨水，只是去除了一部分水中雜質，和一些雜質離子。並不是沒有載流子了。

此外，水本身存在弱電離平衡，即純水中也有少量氫離子和氫氧根離子，當有氯離子，硫酸根離子等強電解陰離子，或者鈉離子，鈣離子強電解陽離子存在時，水的電解率會增大，導致載流子增多。

事實上，所謂導電的概念，就是在外加電場下，介質中載流子的持續運動。或者也可以理解為電荷的運動，因此只要有足夠的載流子，並且載流子可以自由移動，即可判斷為導電。

有趣的是，雖然在周圍世界看到的水都是良電導體，在實驗室之外很罕見的超純水實際上不導電，因為它缺乏自由電子。但是，在自然界中，幾乎所有的水都會與沉積物和礦物質混合，從而電離水分子並使之導電。

但一直以來，科學家還沒辦法解釋質子（氫原子核）本質上是如何在水中移動的。在化學和生物學中，這個基本過程還未有一個強有力的解釋。直到現在，由耶魯大學化學教授Mark Johnson領導的一組研究人員首次對水分子中發生的電子轉移拍攝了光譜快照，終於揭開了水如何導電之謎。

科學家終於知道水的導電過程是水分子透過氧原子將質子從一個水分子轉移到另一個水分子，就像分子接力賽一樣。水分子的導電過程被稱為格羅特斯機理，化學家特奧多爾·格羅特斯於1806年首次對此進行了描述，兩百多年之後終於在原子層面上得到了解釋。多年來在分子水平上研究水的化學性質為Johnson的團隊提供了一個優勢。他們能夠凍結化學過程，得以捕獲分子的瞬態，從而揭示由於格羅特斯機理導致的結構變化。

為了提高影象的清晰度，研究人員只使用了5個“重水”分子（由氫的同位素氘和氧組成的化合物），然後將之冷卻至接近絕對零度（零下273.15攝氏度）。這樣，一切過程都被放慢，質子運動的影象也就能變得更加清楚了。

本質上，科學家發現的是一種羅塞塔石碑（解釋古埃及象形文字的可靠線索）。這提供了關於水及其導電效能的新見解，而此現象是地球上許多化學反應的一部分。