دانشمندان برای اولین بار حالت «پنهان» آب را ثبت کردند.

دانشمندان به تازگی فاز جدیدی از آب به نام «حالت پیش از ذوب» را کشف کرده‌اند که در آن مولکول‌های آب مانند یک جامد در موقعیت‌های ثابت باقی می‌مانند اما مانند یک مایع به سرعت می‌چرخند.

آب، یکی از آشناترین مواد روی زمین، هنوز اسرار بسیاری را در خود جای داده است.

دانشمندان ژاپنی به تازگی فاز جدیدی از آب به نام «حالت پیش از ذوب» را کشف کرده‌اند که در آن مولکول‌های آب مانند یک جامد در موقعیت‌های ثابت باقی می‌مانند اما مانند یک مایع به سرعت می‌چرخند.

این تحقیق که توسط تیمی به رهبری پروفسور ماکوتو تادوکورو (دانشگاه علوم توکیو) انجام شده است، در مجله انجمن شیمی آمریکا منتشر شده است.

این تیم با به دام انداختن آب سنگین (D₂O) در نانوکانال‌هایی با قطر تقریبی ۱.۶ نانومتر درون یک کریستال ویژه، از رزونانس مغناطیسی هسته‌ای حالت جامد (NMR) برای مشاهده مستقیم ساختار و دینامیک آب «محدود» استفاده کردند.

نتایج نشان داد که آب در نانوکانال‌ها به روش معمول یخ نمی‌زند و ذوب نمی‌شود. در عوض، قبل از اینکه یخ کاملاً ذوب شود، یک فاز میانی ظاهر می‌شود: لایه‌هایی از آب یخ‌زده به طور متناوب با لایه‌هایی از مولکول‌های آب که به آرامی در حال حرکت هستند، جایگزین می‌شوند و حالت پیش‌ذوب را ایجاد می‌کنند.

داده‌های NMR همچنین نشان داد که مولکول‌ها مانند جامدات نسبتاً پایدار باقی ماندند اما با سرعتی تقریباً به سرعت آب مایع چرخیدند.

به گفته پروفسور تادوکورو، «حالت پیش از ذوب» زمانی شکل می‌گیرد که مولکول‌های آب با پیوندهای هیدروژنی ناقص، قبل از اینکه یخ ساختار اصلی خود را حفظ کند، شروع به «ذوب شدن» می‌کنند و حالتی ایجاد می‌کنند که هم جامد و هم مایع است.

این کشف به توضیح بهتر رفتار آب هنگامی که در فضاهای بسیار کوچک محصور می‌شود، کمک می‌کند، که برای فرآیندهای بیولوژیکی (مانند انتقال یون از طریق غشاهای سلولی) و فناوری نانو بسیار مهم است.

از نظر کاربردها، دانشمندان معتقدند که کنترل ساختار یخ می‌تواند راه را برای مواد جدیدی مانند کریستال‌های مصنوعی پر از گاز (هیدرات‌های گازی) هموار کند تا هیدروژن یا متان را با خیال راحت‌تر و ارزان‌تر ذخیره کنند.

این کشف تأیید می‌کند که حتی با آب - ماده‌ای به ظاهر آشنا - هنوز اسرار اساسی وجود دارد که باید به طور کامل بررسی شوند.

(ویتنام/ویتنام+)

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