آب در دمای بالای 105 درجه منجمد می‌شود!
آب با ویژگی‌های عجیبی که دارد هنوز هم به‌عنوان یکی از پیچیده‌ترین مواد موجود در طبیعت شناخته می‌شود.
به گزارش گروه فضای مجازی به نقل از گجت نیوز، آب با ویژگی‌های عجیبی که دارد هنوز هم به‌عنوان یکی از پیچیده‌ترین مواد موجود در طبیعت شناخته می‌شود. حال محققین موسسه فناوری ماساچوست (MIT)، موفق به کشف ویژگی جدید آب شده‌اند که بسیاری از علاقه‌مندان به علم شیمی را متحیر خواهد کرد. حتی در دمای بسیار بالا، آب با قرار گرفتن در نانو لوله‌های کوچک منجمد می‌شود.
پروفسور مایکل استرانو (Michael Strano) و تیمش پیشتر نیز تلاش داشتند جریان الکتریکی را از طریق نانو لوله‌ها وارد آب کنند، اما آنها با مشاهده این واکنش شیمیایی حسابی غافلگیر شدند. یکی از افراد حاضر در پروژه، Lee Drahushuk می‌گوید:
ما شاهد تغییرات غیر قابل منتظره‌ای در محاسبات خود بودیم و متوجه شدیم گرمای بالا عامل اصلی این واکنش شیمیایی است. درواقع ما با تغییر سیستماتیک دما فهمیدیم که این منشا اصلی این واکنش‌های شیمیایی، تغییر حالت آب از مایع به جامد بوده است.
محققین برای اولین بار بود که شاهد چنین واکنشی بودند و برای درک بهتر این ویژگی جدید، آزمایش‌های دیگری را انجام دادند که البته نتیجه آن بسیار جالب بود. آب در دمای بالای 105 درجه سلسیوس (221 درجه فارنهایت)، درون نانو لوله‌ها منجمد می‌شود، در حالی‌که این ماده این در دمای 100 درجه به جوش می‌آید!
جدای از این موضوع، یک سوال مهم دیگر در ذهن محققین وجود دارد که هنوز پاسخی برای آن پیدا نشده است: در مرحله اول آب چگونه وادر نانو لوله‌ها می‌شود؟ ضخامت نانو لوله‌ها تنها به اندازه چند مولکول آب بوده که تصور می‌شد آن هم دافع آب باشد. اما بر خلاف تصورهای قبلی، آب بدون هیچ مشکلی وارد آنها می‌شود:
در بسیاری از موارد آب به خودی خود وارد نانو لوله‌های کربنی می‌شود و شاید بتوان ورود آن به این نانو لوله‌ها را مشابه حرکت عبور آب از مواد متخلخل در مقیاس پایین دانست. کافی‌ست ما انتهای این نانو لوله‌ها را باز کنیم، درست مثل نانو لوله‌های کربنی که به صورت طبیعی، دریچه‌هایی با کلاه‌های محافظ روی سطح آنها وجود دارد.
بدون شک کشف ویژگی جدید آب می‌تواند راه را برای انجام آزمایش‌های کاربردی بیشتری باز کند. توانایی عجیب این ماده در تغییر حالت آن هم در دمایی بسیار بالا، می‌تواند شرایط بسیار خوبی را در قالب "سیم‌های یخی” برای انتقال پروتون‌ها فراهم کند. لازم به ذکر است که رسانایی آب در انتقال پروتون‌ها، 10 برابر دیگر مواد مورد استفاده است.
پروفسور مایکل استرانو (Michael Strano) و تیمش پیشتر نیز تلاش داشتند جریان الکتریکی را از طریق نانو لوله‌ها وارد آب کنند، اما آنها با مشاهده این واکنش شیمیایی حسابی غافلگیر شدند. یکی از افراد حاضر در پروژه، Lee Drahushuk می‌گوید:
ما شاهد تغییرات غیر قابل منتظره‌ای در محاسبات خود بودیم و متوجه شدیم گرمای بالا عامل اصلی این واکنش شیمیایی است. درواقع ما با تغییر سیستماتیک دما فهمیدیم که این منشا اصلی این واکنش‌های شیمیایی، تغییر حالت آب از مایع به جامد بوده است.
محققین برای اولین بار بود که شاهد چنین واکنشی بودند و برای درک بهتر این ویژگی جدید، آزمایش‌های دیگری را انجام دادند که البته نتیجه آن بسیار جالب بود. آب در دمای بالای 105 درجه سلسیوس (221 درجه فارنهایت)، درون نانو لوله‌ها منجمد می‌شود، در حالی‌که این ماده این در دمای 100 درجه به جوش می‌آید!
جدای از این موضوع، یک سوال مهم دیگر در ذهن محققین وجود دارد که هنوز پاسخی برای آن پیدا نشده است: در مرحله اول آب چگونه وادر نانو لوله‌ها می‌شود؟ ضخامت نانو لوله‌ها تنها به اندازه چند مولکول آب بوده که تصور می‌شد آن هم دافع آب باشد. اما بر خلاف تصورهای قبلی، آب بدون هیچ مشکلی وارد آنها می‌شود:
در بسیاری از موارد آب به خودی خود وارد نانو لوله‌های کربنی می‌شود و شاید بتوان ورود آن به این نانو لوله‌ها را مشابه حرکت عبور آب از مواد متخلخل در مقیاس پایین دانست. کافی‌ست ما انتهای این نانو لوله‌ها را باز کنیم، درست مثل نانو لوله‌های کربنی که به صورت طبیعی، دریچه‌هایی با کلاه‌های محافظ روی سطح آنها وجود دارد.
بدون شک کشف ویژگی جدید آب می‌تواند راه را برای انجام آزمایش‌های کاربردی بیشتری باز کند. توانایی عجیب این ماده در تغییر حالت آن هم در دمایی بسیار بالا، می‌تواند شرایط بسیار خوبی را در قالب "سیم‌های یخی” برای انتقال پروتون‌ها فراهم کند. لازم به ذکر است که رسانایی آب در انتقال پروتون‌ها، 10 برابر دیگر مواد مورد استفاده است.
متن کامل این تحقیق در مجله اینترنتی Nature منتشر شده است.
ارسال دیدگاه
دیدگاهتان را بنویسید
نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *