تاریخ:
عبور ۳۰ کشتی از تنگه هرمز با مجوز اعلامشده ایران 
درس سی و نهم
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
دعوای ایران و امارات به نشست بریکس کشید! نابودی حشرات بحران تغذیه را در برخی مناطق جهان آغاز کرده است جنگ علیه ایران تامین هلیوم جهان را با خطر جدی مواجه کرده است چین مجوز صدها صادرکننده گوشت گاو آمریکایی را تمدید کرد کار ویژه فارابی در کن تعریف شد ؛ غرفه ایران به نام کودکان میناب هدف حمله آمریکا از حمله به ایران چه بود؟ احتمال کاهش تولید و گرانی مرغ در بازار/ جوجهریزی ۳۵ درصد افت کرد حمایت از کسبوکارهای آسیبدیده، مانع تعطیلی و موج تعدیل نیرو میشود یکی از عجیب ترین مکان های چرخ زاپاس در صنعت خودرو! (+تصاویر) سهمیه سوخت کشاورزان چگونه تعیین میشود؟ واکنش معین به «خواندن سرود» برای تیم ملی فوتبال عراقچی در اجلاس بریکس: امارات شریک فعال تجاوز به ایران است اجازه معاملات اسکناس به بانکها ذخایر ارزی را افزایش داد یارانه نقدی اردیبهشت به حساب سرپرستان دهکهای اول تا سوم واریز شد دیدنی های امروز؛ از سفر ترامپ به چین تا فرش قرمز جشنواره کن فرانسه