تاریخ:
این ترکیب ساده میتواند به کاهش زانو درد کمک کند 
درس نود و دو
هم مایع هم یخ؛ کشف حالتی عجیب از آب در مقیاس نانو
پژوهشگران ژاپنی حالتی مرموز از آب را کشف کردهاند که در آن، مولکولها همزمان ویژگیهای مایع و جامد را از خود بروز میدهند.
آب که معمولاً مایهی حیات و نماد سادگی به شمار میآید، در واقع رفتاری بسیار پیچیدهتر از تصور ما دارد. بهتازگی، پژوهشگران در ژاپن کشف کردهاند که وقتی مولکولهای آب در فضاهای بسیار تنگ و محدود قرار گیرند، میتوانند همزمان ویژگیهای مایع و جامد را از خود بروز دهند؛ حالتی مرموز که نگاه تازهای به رفتار این مادهی بنیادین میگشاید.
به گزارش زومیت، در مقیاس مولکولی، تفاوت بین آب مایع و یخ از نحوهی آرایش مولکولها ناشی میشود. در یخ، مولکولهای H₂O در ساختاری منظم و سفت قفل شدهاند، اما در آب مایع، آزادانه حرکت میکنند و پیوندهای هیدروژنی خود را بهطور مداوم میسازند و میشکنند.
کشف حالت پیشذوب فاز تازهای از آب را آشکار میکند
در پژوهش جدید، دانشمندان به حالتی میان این دو دست یافتهاند: مولکولها مانند یخ در جای ثابتی قرار دارند، اما مانند آب به سرعت میچرخند. این پدیده که «حالت پیشذوب» نام دارد، فاز تازهای از آب را نشان میدهد که تا پیش از این، مشاهدهی مستقیم آن ممکن نبود.
به گفتهی ماکوتو تادوکورو، شیمیدان از دانشگاه علوم توکیو، حالت پیشذوب شامل ذوبشدن مولکولهای H₂O با پیوندهای ناقص پیش از آغاز ذوب کامل ساختار یخ در هنگام گرمشدن است. او توضیح میدهد که این وضعیت در واقع حالتی نوین است که در آن، لایههای منجمد و لایههایی از مولکولهای کندحرکت H₂O به طور همزمان در کنار هم وجود دارند.
چپ: آب فوقسرد (سبز) در نانوحفره. راست: خوشههای مولکول آب در حالت پیشذوب که ترکیبی از مولکولهای آب مایع و یخ را نشان میدهد.
پژوهشگران برای ثبت رفتار عجیب آب، از روشی بسیار دقیق بهره بردند. ابتدا از «آب سنگین» یا D₂O استفاده کردند که در آن اتمهای هیدروژن با ایزوتوپ «دوتریوم» جایگزین میشوند؛ اتمی که یک نوترون اضافه دارد. این آب در کانالهایی فوقالعاده باریک و آبدوست با پهنای تنها ۱٫۶ نانومتر محصور، سپس منجمد و بهآرامی گرم شد. با استفاده از رزونانس مغناطیسی هستهای دوتریوم در حالت جامد، پژوهشگران توانستند ساختاری سهلایه و سلسلهمراتبی را مشاهده کنند که هر لایه، حرکت و برهمکنش متفاوتی دارد.
پدیدهی پیشذوب در مقیاس ماکرو، حتی در دماهای زیر صفر به شکل لایهی نازکی از آب روی سطح یخ ظاهر میشود. اما در ابعاد نانومتری، رفتار آن کاملاً متفاوت است. پژوهشهای پیشین نیز نشان داده بودند که آب در مقیاس نانو رفتارهایی غیرمعمول دارد: میتواند در دمای نزدیک به صفر مطلق از یخزدن بازبماند، یا در دمایی که باید بجوشد، منجمد شود.
به باور پژوهشگران، درک رفتارهای مرموز آب میتواند راه را برای کاربردهای نو باز کند. تادوکورو میگوید: «با ساخت شبکههای تازه در ساختار یخ، ممکن است بتوان گازهای پرانرژی مانند هیدروژن و متان را ذخیره کرد و مواد جدیدی از جمله شبههیدراتهای گازی مصنوعی را بر پایهی آب توسعه داد.»
پژوهش در مجلهی انجمن شیمی آمریکا منتشر شده است.
لینک کوتاه: کپی لینک
«اسکورت» صدرنشین جدول فروش/ اکران فیلم جدید رضا عطاران درگذشت یک فیلمساز برجسته سینمای جهان بیانیه شورای عالی انقلاب فرهنگی درباره حواشی جشنواره فیلم ونیز حمایت جهانی از مستندسازان اسرائیلی که تهدید به لغو تابعیت شدند معاون وزیر خارجه روسیه: امارات و ایران به لطف قدرت بریکس، موفق به غلبه بر اختلافات خود شدهاند معجزه بریکس / توافق ایران و امارات بر سر بیانیه پایانی شکایت کاربران از وضعیت اینترنت افزایش یافت یک پژوهش: چتباتهای هوش مصنوعی زبان مخفی گیجکنندهای برای انسانها ایجاد کردند برخورد ناوهای هند و پاکستان در آبهای بینالمللی کتاب بخوان و پول بگیر ونس: صبر مردم آمریکا از درگیریها سر آمده/ آمریکا همیشه با اسرائیل هم نظر نیست همکاری اطلاعاتی روسیه و ایران؛ تحلیل سیانان از عملیات پایگاه شاهزاده سلطان سخنگوی ارتش پاکستان: پیمان دفاعی مکه ماهیت تهاجمی ندارد سامانه ناظر طلا؛ نظارت بدون متولی؟ واکنش خانواده شهید رئیسی به خبر دروغ فوت مادر ایشان