Οι επιστήμονες καταγράφουν για πρώτη φορά την «κρυμμένη» κατάσταση του νερού

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν μια νέα φάση του νερού που ονομάζεται «προ-τηγμένη κατάσταση», στην οποία τα μόρια του νερού διατηρούν σταθερές θέσεις όπως ένα στερεό αλλά περιστρέφονται γρήγορα όπως ένα υγρό.

Το νερό - μια από τις πιο γνωστές ουσίες στη Γη, εξακολουθεί να κρύβει πολλά μυστήρια.

Ιάπωνες επιστήμονες ανακάλυψαν μια νέα φάση του νερού που ονομάζεται «προ-τηγμένη κατάσταση», στην οποία τα μόρια του νερού διατηρούν μια σταθερή θέση όπως ένα στερεό αλλά περιστρέφονται γρήγορα όπως ένα υγρό.

Η έρευνα διεξήχθη από την ομάδα του καθηγητή Makoto Tadokoro (Πανεπιστήμιο Επιστημών του Τόκιο), η οποία δημοσιεύθηκε στο Journal of the American Chemical Society.

Παγιδεύοντας βαρύ νερό (D₂O) σε νανοκανάλια διαμέτρου περίπου 1,6 νανομέτρων σε έναν ειδικό κρύσταλλο, η ομάδα χρησιμοποίησε πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό (NMR) στερεάς κατάστασης για να παρατηρήσει άμεσα τη δομή και τη δυναμική του «περιορισμένου» νερού.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το νερό στα νανοκανάλια δεν πάγωσε και δεν έλιωσε με τον συνήθη τρόπο. Αντίθετα, πριν λιώσει πλήρως ο πάγος, εμφανίστηκε μια ενδιάμεση φάση: στρώματα παγωμένου νερού εναλλάσσονταν με στρώματα αργά κινούμενων μορίων νερού, δημιουργώντας μια προ-τηγμένη κατάσταση.

Τα δεδομένα NMR δείχνουν επίσης ότι τα μόρια διατηρούν αρκετά σταθερές θέσεις όπως τα στερεά, αλλά περιστρέφονται με ταχύτητες σχεδόν όπως το υγρό νερό.

Σύμφωνα με τον καθηγητή Tadokoro, η «προ-τηγμένη κατάσταση» σχηματίζεται όταν μόρια νερού με ατελείς δεσμούς υδρογόνου αρχίζουν να «λιώνουν» πριν από τον άθικτο πάγο, δημιουργώντας μια κατάσταση που είναι ταυτόχρονα στερεά και υγρή.

Αυτή η ανακάλυψη βοηθά στην καλύτερη εξήγηση της συμπεριφοράς του νερού όταν περιορίζεται σε εξαιρετικά μικρούς χώρους, κάτι που είναι σημαντικό για βιολογικές διεργασίες (όπως η μεταφορά ιόντων διαμέσου των κυτταρικών μεμβρανών) και για τη νανοτεχνολογία.

Όσον αφορά τις εφαρμογές, οι επιστήμονες λένε ότι ο έλεγχος της δομής του πάγου θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για νέα υλικά, όπως οι υδρίτες αερίων, για την ασφαλή και φθηνότερη αποθήκευση υδρογόνου ή μεθανίου.

Αυτή η ανακάλυψη επιβεβαιώνει ότι ακόμη και με το νερό - μια φαινομενικά οικεία ουσία - υπάρχουν ακόμη θεμελιώδη μυστικά που δεν έχουν ανακαλυφθεί πλήρως.

(TTXVN/Βιετνάμ+)

Πηγή: https://www.vietnamplus.vn/cac-nha-khoa-hoc-lan-dau-ghi-nhan-trang-thai-an-cua-nuoc-post1063380.vnp