آبی که هرگز یخ نمی‌زند!
- لینک مفید:به زودی می توانید آب آشامیدنی نانویی بنوشید
- بیشتر بدانید:نانوفیلتر نوید دسترسی سریع به آب تمیز را می دهد
- بیشتر بخوانید:در چند دقیقه آب دریا را قابل شرب کنید
آبی که هرگز یخ نمی زند
آیا آب بدون تبدیل شدن به یخ می تواند به منفی ۲۶۳ درجه سانتیگراد برسد؟
به گفته محققان ETH زوریخ و دانشگاه زوریخ، اگر در کانال های لیپیدی در مقیاس نانومتر محدود شود، بله، می تواند.
ساختن تکه‌های یخ فرآیند ساده‌ای است: شما یک سینی یخ پلاستیکی را که در اکثر خانه‌ها می‌بینید، بردارید، آن را با آب پر کنید و در فریزر قرار دهید. خیلی زود آب متبلور شده و به یخ تبدیل می شود.
اگر بخواهید ساختار بلورهای یخ را تجزیه و تحلیل کنید، خواهید دید که مولکول های آب در ساختارهای شبکه ای سه بعدی منظم قرار گرفته اند. در مقابل، در آب، مولکول‌ها سازمان‌دهی نشده‌اند، که به همین دلیل است که آب جریان دارد.
آب شیشه‌ای
گروهی از فیزیکدانان و شیمیدانان از ETH زوریخ و دانشگاه زوریخ به رهبری پروفسورهای رافائل مززنگا و ایهود لاندو اکنون روشی غیرمعمول برای جلوگیری از تشکیل کریستال های یخ در آب شناسایی کرده اند، بنابراین حتی در دماهای شدید زیر صفر نیز ویژگی های آمورف یک مایع را حفظ می کند.
در اولین گام، محققان گروه جدیدی از لیپیدها (مولکول های چربی) را طراحی و سنتز کردند تا شکل جدیدی از ماده بیولوژیکی "نرم" به نام مزوفاز لیپیدی ایجاد کنند.
در این ماده، لیپیدها به طور خود به خود جمع می شوند و غشاها را تشکیل می دهند و به روشی مشابه مولکول های چربی طبیعی رفتار می کنند. سپس این غشاها یک آرایش یکنواخت را برای تشکیل شبکه‌ای از کانال های متصل با قطر کمتر از یک نانومتر اتخاذ می کنند.
دما و محتوای آب، و همچنین ساختار جدید مولکول های لیپیدی طراحی شده، ساختار مزوفاز لیپیدی را تعیین می کند.
فضایی برای کریستال های آب وجود ندارد
نکته بسیار ویژه در مورد این ساختار این است که - برخلاف سینی یخ - در کانال های باریک جایی برای تشکیل کریستال های یخ از آب وجود ندارد، بنابراین حتی در دماهای شدید زیر صفر نیز بی نظم باقی می ماند و همچنین لیپیدها هم یخ نمی زنند.
محققان با استفاده از هلیوم مایع توانستند یک مزوفاز لیپیدی متشکل از یک مونوآسیل گلیسرول اصلاح شده شیمیایی را تا دمای منفی 263 درجه سانتیگراد خنک کنند که فقط 10 درجه بالاتر از دمای صفر مطلق است و هنوز هیچ کریستال یخی تشکیل نشده است.
در این دما، محققان توانستند در یک شبیه سازی نشان دهند و تایید کنند، آب "شیشه ای" شد.
مطالعه آنها در مورد این رفتار غیرعادی آب هنگامی که در یک مزوفاز لیپیدی محصور می شود، به تازگی در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است.
تاریخ:1403/8/20
مهسانعمتی
آب آشامیدنی, آب , یخ
