آبی تولید شد که هم سیال است هم منجمد

به گزارش گروه رسانه‌ای شرق،

باوجوداینکه آب یکی از شناخته شده‌ترین مواد روی زمین است، دانشمندان هنوز در حال تلاش برای کشف اسرار آن هستند و موفق به تولید آبی شده‌اند که درآن‌واحد منجمد و سیال است.

به نقل از اینترستینگ انجینیرینگ، وقتی آب در فضاهای بسیار کوچک، مانند داخل پروتئین‌ها، مواد معدنی یا نانومواد مصنوعی، محصور می‌شود، رفتاری بسیار متفاوت از حالت مایع توده‌ای خود دارد و می توان شرایط آن را تغییر داد.

این اثرات ناشی از محصورسازی در طبیعت و فناوری بسیار مهم هستند. با این کار جریان یون‌ها از طریق غشاهای سلولی تنظیم شده و عملکرد سیستم‌های نانوسیال تعیین می‌شود.

درک چگونگی رفتار آب در این مقیاس می‌تواند درهایی را به سوی نوآوری‌های بیولوژیکی و مادی بگشاید. یکی از فازهای جذاب آب محصور شده، حالت پیش از ذوب نامیده می‌شود. در این شرایط غیرمعمولی، به نظر می‌رسد که آب به طور همزمان بین دو حالت انجماد و ذوب معلق بوده و در برابر طبقه‌بندی به عنوان مایع یا جامد مقاومت می‌کند.

با این حال، مطالعه آب در این وضعیت به طرز چشمگیری دشوار بوده، زیرا در تکنیک‌های سنتی اغلب حرکات سریع اتم‌های هیدروژن در مولکول‌های آب نادیده گرفته می شوند.

یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه علوم توکیو موفق به مشاهده مستقیم حالت پیش از ذوب آب با استفاده از روش طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته‌ای پیشرفته شده اند.

محققان برای انجام آزمایش‌های خود، کریستال‌های میله‌ای شش ضلعی با کانال‌هایی به عرض حدود ۱.۶ نانومتر ایجاد کردند. سپس این نانوحفره‌ها را با آب سنگین یاD₂O  پر کردند. آنها در نهایت یک ساختار سه لایه از مولکول‌های آب محدود را شناسایی کردند که هر لایه حرکات متمایز و برهمکنش‌های پیوند هیدروژنی را نشان می‌دهد.

داده‌ها نشان داد که آب درون نانوحفره‌ها ساختاری متفاوت یافته و در قالب یخ توده‌ای منجمد می‌شود.

این ساختار سپس شروع به ذوب شدن می‌کند. محققان می گویند با استفاده از این دستاورد ممکن است بتوان گازهای پرانرژی مانند هیدروژن و متان را ذخیره کرد و مواد مبتنی بر آب مانند هیدرات‌های گازی مصنوعی را تولید کرد. چنین کنترلی بر خواص انجماد و ذوب آب به تولید مواد ایمن‌تر و کارآمدتری منجر می شود که به طور بالقوه نحوه ذخیره‌سازی انرژی و فناوری نانو را متحول می‌کند.

آخرین اخبار اقتصادی را از طریق این لینک پیگیری کنید.