Odkryto nowy stan skupienia wody: jest ona jednocześnie stała i ciekła.

Woda jest jedną z najbardziej znanych substancji na Ziemi, a mimo to wciąż kryje w sobie wiele tajemnic. Niedawno japońscy naukowcy odkryli nowy stan skupienia wody: jest ona jednocześnie stała i ciekła.

Japońscy naukowcy odkryli nowy stan skupienia wody – Ilustracja: eurofins

Jak podaje ScienceDaily z 22 września, japońscy naukowcy zaobserwowali szczególną fazę wody, zwaną „stanem przedstopniowym”, w którym cząsteczki pozostają nieruchome jak ciało stałe, ale nadal szybko się obracają jak ciecz.

Wyniki tego badania, przeprowadzonego przez zespół pod kierownictwem profesora Makoto Tadokoro (Uniwersytet Naukowy w Tokio), opublikowano w czasopiśmie Journal of the American Chemical Society 27 sierpnia 2025 r.

Według autorów, stan ten występuje, gdy woda jest „uwięziona” w niezwykle małych przestrzeniach. Dokładniej, kryształy z nanokanalikami o średnicy około 1,6 nanometra są wypełnione ciężką wodą ( _D₂O ).

Następnie 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 zamarzała i nie rozmrażała się w zwykły sposób.

Zamiast tego, zanim lód całkowicie się roztopi, następuje faza przejściowa: warstwy zamarzniętej wody przeplatają się z warstwami wolno poruszających się cząsteczek wody, tworząc stan przedstopniowy.

Dane NMR wykazały również, że cząsteczki zachowywały stosunkowo dużą stabilność, niczym ciało stałe, jednak obracały się z prędkością zbliżoną do prędkości cieczy.

Profesor Makoto Tadokoro wyjaśnia: „Ten stan to topnienie cząsteczek wody, które nie są w pełni połączone wiązaniami wodorowymi, zachodzące zanim zestalona struktura lodu zacznie topnieć. Tam warstwy zestalonej _H₂O i wolno poruszającej się _H₂O współistnieją”, tworząc stan, który jest jednocześnie stały i ciekły.

Odkrycie to pomaga lepiej wyjaśnić „zachowanie” wody zamkniętej w niezwykle małych przestrzeniach, co jest kluczowe dla procesów biologicznych (takich jak przemieszczanie się wody i jonów przez błony komórkowe), a także dla nanotechnologii, otwierając możliwości praktycznych zastosowań.

Jeśli chodzi o zastosowania, profesor Tadokoro uważa, że ​​kontrolowanie struktury lodu może utorować drogę nowym materiałom, takim jak sztuczne kryształy będące nośnikami gazu (hydraty gazowe), które pozwolą na bezpieczniejsze i tańsze magazynowanie gazów, na przykład wodoru i metanu.

Odkrycie to po raz kolejny dowodzi, że nawet powszechnie znane i powszechne substancje, takie jak woda, wciąż skrywają fundamentalne tajemnice, czekające na rozszyfrowanie przez ludzkość.

Powrót do tematu

PUBLICZNY

Source: https://tuoitre.vn/phat-hien-trang-thai-moi-cua-nuoc-vua-ran-vua-long-20250923100648274.htm