یکشنبه ۰۶ آذر ۱۴۰۱
۲۱:۲۴ - ۲۶ شهریور ۱۴۰۱ کد خبر: ۱۴۰۱۰۶۲۶۸۱
اخبار علمی و پژوهشی

حالت‌ جدیدی از آب کشف شد

آب,شناسایی حالت‌ جدیدی از آب
دانشمندان حالت های جدیدی از آب را شناسایی کردند.

دانشمندان حالت های جدیدی از آب را شناسایی کرده اند که مانند حالت مایع و جامد عمل نمی کند و در آن ها آب به شدت رسانا می شود و پروتون ها به سرعت رانده می شوند.

به گزارش ایسنا به نقل از فیز، محققان دانشگاه کمبریج دریافته اند که آب در یک لایه مولکولی، نه مانند یک مایع و نه مانند یک ماده جامد عمل می کند و همچنین تحت فشار شدید، رسانای الکتریکی می شود.

آب معمولاً هنگام یخ زدن منبسط می شود و نقطه جوش بالایی دارد. با این حال، تحقیقات جدید نشان می دهد که وقتی آب در مقیاس نانو فشرده می شود، خواص آن بطور چشمگیری تغییر می کند.

درک کامل رفتار آب  (Water) به دلیل مشکلاتی که در توصیف تجربی حالات یا فازهای آن در مقیاس نانو وجود دارد، هنوز ممکن نشده است. با این حال، یک تیم تحت رهبری دانشگاه کمبریج توضیح می دهد که چگونه توانسته است نمودار حالت یک لایه به ضخامت یک مولکول آب را با دقت فوق العاده ای پیش بینی کند.

حالت های هگزاتیک و سوپریونیک

دانشمندان کشف کردند که آبی که در لایه ای به ضخامت یک مولکول قرار دارد، در چندین حالت از جمله حالت "هگزاتیک" و حالت "سوپریونیک" یا "اَبَریونی" حرکت می کند.

حالت یا فاز هگزاتیک، حالتی از ماده است که بین فاز جامد و مایع همسانگرد در سیستم های دو بعدی ذرات قرار دارد.

آب سوپریونیک که یخ سوپریونیک یا یخ XVIII نیز نامیده می شود، حالتی از آب است که در دما و فشار بسیار بالا وجود دارد. در آب فوق یونی، مولکول های آب از هم جدا می شوند و یون های اکسیژن به شکل شبکه ای با فاصله یکسان متبلور می شوند ، در حالی که یون های هیدروژن آزادانه در اطراف شبکه اکسیژن شناور می شوند.

آب در حالت هگزاتیک بعنوان چیزی بین جامد و مایع عمل می کند. در فشارهای بیشتر در طول فاز ابریونی نیز آب به شدت رسانا می شود و پروتون ها به سرعت از طریق یخ به روشی مشابه حرکت الکترون ها در یک رسانا پیش می روند.

دکتر "ونکات کاپیل" از گروه شیمی دانشگاه کمبریج و نویسنده ارشد این مطالعه گفت: فاز هگزاتیک نه جامد است و نه مایع، بلکه یک حد واسط است که با نظریه های قبلی در مورد مواد دو بعدی مطابقت دارد. رویکرد ما نشان می دهد که این فاز را میتوان با محصور کردن آب در یک کانال گرافنی به صورت تجربی مشاهده کرد.

او ادامه داد: وجود فاز ابریونی در شرایطی که به راحتی قابل دسترسی است، عجیب است، زیرا این فاز عموما در شرایط پرآشوب مانند هسته اورانوس (Uranus) و نپتون یافت می شود. یکی از راه های تجسم این فاز این است که اتم های اکسیژن یک توری جامد تشکیل می دهند و پروتون ها مثل مایعی که از توری می گذرد، جریان می یابند.

این یافته ها نه تنها به راه جدیدی برای کشف رفتار ابریونی در مواد دیگر اشاره می کند، بلکه به روشی جدید برای درک چگونگی رفتار آب در مقیاس نانو اشاره می کند.

در چکیده این مطالعه آمده است: آب در حفره های نانومقیاس در همه جا وجود دارد و برای پدیده های روزمره در زمین شناسی و زیست شناسی اهمیت اساسی دارد. با این حال، خواص آب در مقیاس نانو می تواند به طور قابل ملاحظه ای با خواص آب حجیم متفاوت باشد. به عنوان مثال ، با ثابت دی الکتریک غیرعادی پایین آب در کانال های نانو، جریان آب بدون اصطکاک نشان داده شده است. چنین ویژگی هایی نشان می دهد که آب در مقیاس نانو می تواند برای کاربردهای فناوری در نانوسیالات، مواد الکترولیت و نمک زدایی آب مهندسی شود.

متأسفانه چالش ها در نمایش تجربی آب در مقیاس نانو و هزینه بالای شبیه سازی های آن، مانع از درک سطح مولکولی مورد نیاز برای کنترل رفتار آب شده است. در این جا ما طیف وسیعی از رویکردهای محاسباتی را با هم ترکیب می کنیم تا بتوانیم بررسی سطح اصول اولیه یک لایه آب را در یک کانال شبه گرافن انجام دهیم.

ما متوجه شدیم که آبِ تک لایه به طرز شگفت انگیزی رفتار فازی غنی و متنوعی از خود نشان می دهد که به دما و فشار واندروالس که در نانوکانال عمل می کند، بسیار حساس است.

علاوه بر فازهای مولکولی متعدد با دمای ذوب که بطور غیر یکنواخت به میزان بیش از ۴۰۰ کلوین با فشار تغییر می کند، ما یک فاز هگزاتیک را پیش بینی می کنیم که حد واسط بین جامد و مایع است و یک فاز ابریونی با رسانایی الکتریکی بالا، آن هم بیش از رسانایی الکتریکی مواد باتری که نشان می دهد محصور شدن آب در مقیاس نانو می تواند مسیری امیدوارکننده بسوی رفتار ابریونی در شرایطی که به راحتی قابل دسترسی است، باشد.

نتایج این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.

  • 18
  • 4
۵۰%
همه چیز درباره
نظر شما چیست؟
انتشار یافته: ۰
در انتظار بررسی:۰
غیر قابل انتشار: ۰
جدیدترین
قدیمی ترین
مشاهده کامنت های بیشتر
افسانه بایگان,بیوگرافی افسانه بایگان,عکس افسانه بایگان بیوگرافی افسانه بایگان بازیگر و ماجرای کشف حجابش (+ تصاویر)

تاریخ تولد:۱۳۴۰/۱۰/۲۶

محل تولد:تهران

ملیت:ایرانی

وضعیت تاهل:متاهل

پیشه:هنرپیشه

ادامه
میریام فارس,بیوگرافی میریام فارس,میریام فارس خواننده لبنانی بیوگرافی میریام فارس خواننده، رقاص و بازیگر لبنانی (+ تصاویر)

متولد:۳ مهٔ ۱۹۸۳ روستای كفر شلال٫ جنوب لبنان

ملیت:لبنانی

سبک( ها):پاپ عربی

حرفه( ها):خواننده، رقاص، بازیگر

زمینهٔ فعالیت:موسیقی

ادامه
داوود عابدی,بیوگرافی داوود عابدی,داوود عابدی مجری بیوگرافی داوود عابدی، گوینده و مجری سابق صدا و سیمای ایران (+ تصاویر)

زاده:یک تیر ۱۳۵۴

زادگاه:تهران

تحصیلات:کارشناسی روزنامه نگاری

پیشه:مجری و گوینده خبر

ملیت:ایرانی

ادامه
سحر زکریا,بیوگرافی سحر زکریا,عکس سحر زکریا بیوگرافی سحر زکریا و ماجرای کشف حجابش (+ تصاویر)

زمینه فعالیت:بازیگر

تولد:۲۸ آذر ۱۳۵۲

محل تولد:اراک 

ملیت:ایرانی

بیوگرافی سحر زکریا

زمان و محل تولد سحر زکریا به تاریخ ۲۸ آذر ۱۳۵۲در اراک برمی گردد. مادر این بازیگر، اهل شمال بود و اصلیت پدرش که به عنوان مهندس برق، فعالیت داشت؛ از اراک بود. همین امر باعث شد که سحر تا مقطع پنجم ابتدایی در شهرهای مختلفی زندگی کند. با این که محل تولد سحر، گیلان بوده است ولی پدرش برای او از اراک، شناسنامه گرفته است. سحر دارای یک خواهر میباشد که کوچکتر از خودش است و متاهل شده و در حال حاضر ، فرزند دارد.

ادامه
المیرا شریفی مقدم,عکس المیرا شریفی,تصاویر خانم المیرا شریفی مقدم المیرا شریفی مقدم، گوینده و مجری ایرانی (+تصاویر خانوادگی)

سال تولد:۱۳۶۰

محل تولد:تبریز

تحصیلات:دانشجوی رشته میکروبیولوژی

پیشه:گویندگی خبر

ملیت:ایرانی

وضعیت تاهل:متاهل

ادامه
کتانه افشاری نژاد,بیوگرافی کتانه افشاری نژاد,زندگینامه کتانه افشاری نژاد بیوگرافی کتانه افشاری نژاد، بازیگر سینما و تئاتر (+ تصاویر)

تاریخ تولد:۳ مرداد ۱۳۵۲

محل تولد:تهران

فعالیت:بازیگر و گوینده

سالهای فعالیت:۱۳۷۰- تاکنون

ملیت:ایرانی

ادامه
شقایق دهقان,بیوگرافی شقایق دهقان,عکس شقایق دهقان بیوگرافی شقایق دهقان بازیگر و نویسندهٔ ایرانی (+ تصاویر)

زاده:۴ اسفند ۱۳۵۷

زادگاه:آلمان

وضعیت تاهل:متاهل

ملیت:ایرانی

سمت:بازیگر و نویسندهٔ ایرانی

ادامه
خزر معصومی,بیوگرافی خزر معصومی,عکس های خزر معصومی بیوگرافی خزر معصومی و ماجرای کشف حجاب او (+ تصاویر)

زاده:۱۳۶۰

زادگاه:تهران

ملیت:ایرانی

سمت:بازیگر

تحصیلات:فارغ التحصیل رشته حقوق

ادامه
دنیا مدنی,بیوگرافی دنیا مدنی,عکس های دنیا مدنی بیوگرافی دنیا مدنی بازیگر سینما و تئاتر (+ تصاویر)

زمینه فعالیت:سینما، تلویزیون، تئاتر

متولد:۱۳ تیرماه ۱۳۶۹ تهران

پیشه:بازیگر

سال های فعالیت:۱۳۹۱- تاکنون

تحصیلات:طراحی لباس

ادامه
ویژه سرپوش