Naukowcom po raz pierwszy udało się zarejestrować „ukryty” stan wody.

Naukowcy właśnie odkryli nową fazę wody, zwaną „stanem przedstopniowym”, w którym cząsteczki wody pozostają w stałych pozycjach jak ciało stałe, ale szybko się obracają jak ciecz.

Woda, jedna z najbardziej znanych substancji na Ziemi, wciąż kryje wiele tajemnic.

Japońscy naukowcy właśnie odkryli nową fazę wody, zwaną „stanem przedstopieniowym”, w którym cząsteczki wody pozostają w stałych pozycjach jak ciało stałe, ale szybko się obracają jak ciecz.

Badania przeprowadzone przez zespół pod kierownictwem profesora Makoto Tadokoro (Uniwersytet Naukowy w Tokio) zostały opublikowane w czasopiśmie Journal of the American Chemical Society.

Zamknąwszy ciężką wodę (D₂O) w nanokanalikach o średnicy około 1,6 nanometra wewnątrz specjalnego kryształu, zespół wykorzystał rezonans magnetyczny jąder atomowych (NMR) w stanie stałym do bezpośredniej obserwacji struktury i dynamiki „uwięzionej” wody.

Wyniki pokazały, że woda w nanokanalikach nie zamarza i nie topi się w typowy sposób. Zamiast tego, zanim lód całkowicie się roztopi, pojawia się faza pośrednia: warstwy zamarzniętej wody przeplatają się z warstwami wolno poruszających się cząsteczek wody, tworząc stan przed stopieniem.

Dane NMR wykazały również, że cząsteczki zachowywały stosunkowo dużą stabilność jak ciała stałe, ale obracały się z prędkością niemal tak dużą, jak ciekła woda.

Według profesora Tadokoro „stan przedstopniowy” powstaje, gdy cząsteczki wody z niekompletnymi wiązaniami wodorowymi zaczynają się „topić”, zanim lód zachowa swoją pierwotną strukturę. W ten sposób powstaje stan, który jest jednocześnie stały i ciekły.

Odkrycie to pozwala lepiej wyjaśnić zachowanie się wody zamkniętej w niezwykle małych przestrzeniach, co ma kluczowe znaczenie dla procesów biologicznych (takich jak transport jonów przez błony komórkowe) i dla nanotechnologii.

Naukowcy uważają, że kontrolowanie struktury lodu może otworzyć drogę do nowych materiałów, takich jak sztuczne kryształy wypełnione gazem (hydraty gazowe), które pozwolą na bezpieczniejsze i tańsze przechowywanie wodoru lub metanu.

Odkrycie to potwierdza, że ​​nawet w przypadku wody – substancji pozornie nam znanej – wciąż istnieją fundamentalne tajemnice, które nie zostały jeszcze w pełni zbadane.

(VNA/Wietnam+)

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