دانشمند ایرانی آب را در دمای ۴۴- سانتیگراد، مایع نگه داشت!
به گزارش دانلود فایل یک آزمایش جدید به سرپرستی ˮهادی قاسمیˮ محقق ایرانی دانشگاه ˮهیوستونˮ نشان داده است که قطرات ریز آب را میتوان به صورت مایع در زیر نقطه انجماد با نگه داشتن آنها در تماس با یک سطح نرم نگه داشت.
به گزارش دانلود فایل به نقل از ایسنا و به نقل از نیو اطلس، همه ما در کتاب علوم دوران ابتدایی آموخته ایم که آب در دمای صفر درجه سانتیگراد (۳۲ درجه فارنهایت) منجمد می شود، اما در واقع به این سادگی نیست. آزمایش های جدید محققان دانشگاه "هیوستون" نشان داده است که اگر قطرات ریز آب در تماس با یک سطح نرم باشند، می توانند تا ۴۴- درجه سانتیگراد (۴۷.۲- درجه فارنهایت) در حالت مایع باقی بمانند.
نقطه انجماد آب یک حکم بلامنازع نیست، بلکه بیشتر به نقطه شروعی اشاره دارد که مولکول های آب آغاز به یخ زدن می کنند. نخستین مولکول هایی که تغییر حالت می دهند، آنهایی هستند که در معرض هوای سرد در سطح قطرات قرار می گیرند و بلورهای یخی که آنها می سازند، مولکول های مجاور را هم تحریک می کنند تا یخ بزنند. این روند تا زمانی ادامه می یابد که کل آب به یخ تبدیل گردد.
هر قطره آب، جایی بین دمای صفر درجه سانتیگراد تا منفی ۳۸ درجه سانتیگراد (۳۶.۴- درجه فارنهایت) یخ خواهد زد. اما در این مطالعه جدید، محققان موفق شدند بعضی از قطرات بسیار ریز را به شکل مایع در دمای ۴۴- درجه سانتیگراد هم نگه دارند.
به قول محققان، نکته کلیدی در این موضوع، نوع سطحی است که آب با آن در تماس است. بلورها یا کریستال های یخ به سادگی بر روی سطوح سخت تشکیل می شوند، اما سطوح نرم تر مانند روغن ها یا ژل ها می توانند این تشکیل بلور را برای مدت طولانی تری سرکوب کنند و قطرات کوچکتر آب حتی بیشتر از قطرات بزرگتر می توانند در حالت مایع بمانند.
محققان جهت بررسی دقیق تر فیزیک تبدیل آب به یخ، با قطرات آب به قطر فقط دو نانومتر آزمایش انجام دادند، در حالیکه معمولاً با قطراتی به قطر حدود ۱۰۰ نانومتر آزمایش انجام می شود.
محققان برای انجام این کار، آب را در منافذ غشایی که از اکسید آلومینیوم آندیزه شده(قطب مثبت شده) ساخته شده بود، محدود کردند. این نانوذرات توسط روغن اکتان احاطه شده بودند تا سطح رابط را "نرم" نگه دارند.
"هادی قاسمی"، نویسنده مسئول این مطالعه می گوید: کاوش تجربی دمای انجماد چند قطره آب در مقیاس نانومتری یک چالش حل نشده بوده است. در اینجا از راه مترولوژی های جدید توسعه یافته، ما توانسته ایم انجماد قطرات آب را از مقیاس میکرون تا مقیاس ۲ نانومتر بررسی نماییم.
این تیم می گویند که این یافته می تواند به توسعه روش های جدید برای کاهش تشکیل یخ در سطوح هواپیما، توربین های بادی و سایر زیرساخت ها کمک نماید. همینطور می تواند منجر به بهبود سیستم های انجماد مواد غذایی یا بافت هایی شود که از راه تشکیل کریستال یخ به سلول ها صدمه نرسانند.
این تحقیق در مجله Nature انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب