هم مایع هم یخ؛ کشف حالتی عجیب از آب در مقیاس نانو
هم مایع هم یخ؛ کشف حالتی عجیب از آب در مقیاس نانو
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.
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.
