تصور کنید یک قطره آب را درون لولهای بهاندازهای باریک قرار دهید که قطر آن تنها چند میکرومتر باشد؛ یعنی چند میلیونیم متر. حالا این آب را در دمای معمولی نگه دارید و حتی تا حدود ۹۰ درجه سانتیگراد گرم کنید. انتظار دارید آب مثل همیشه جاری شود. اما در آزمایش جدید، چنین اتفاقی نیفتاد.
همشهری آنلاین -یکتا فراهانی: پژوهشگران نشان دادهاند آب درون لولههای بسیار ریز سیلیکا میتواند به حالتی برسد که از نظر شکل و رفتار مکانیکی شبیه یک ماده جامد باشد، اما ساختار بلوری یخ معمولی را نداشته باشد. این حالت حتی در دمای اتاق و در بازهای از منفی ۲۰ تا مثبت ۹۰ درجه سانتیگراد پایدار مانده است.
آب هست، اما دیگر روان نیست
آب معمولی را میتوان بهسادگی در یک ظرف ریخت. اگر ظرف را کج کنیم، آب حرکت میکند و شکل ظرف را میگیرد.
اما پژوهشگران در این آزمایش با چیزی متفاوت روبهرو شدند. آب داخل لولههای سیلیکا، وقتی از لوله خارج و با ابزارهای بسیار دقیق بررسی شد، شکل خود را حفظ کرد و مانند یک مایع معمولی فوراً جاری نشد.
حتی دانشمندان توانستند بخشهایی از آن را با استفاده از یک پرتو یونی برش دهند و شکلهایی ایجاد کنند؛ رفتاری که بیشتر از یک مایع، به یک ماده جامد شباهت دارد.
بیشتر بخوانید :
-
فناوری جدیدی که می تواند تومورهای این ناحیه را راحت تر از بین ببرد
- مرز میان واقعیت و رویا؛ دانشمندان موفق شدند تصاویر داخل مغز را روی پرده نمایش بیاورند
این ماده یخ معمولی نیست
بررسیهای انجامشده با روشهایی مانند طیفسنجی رامان، مادونقرمز و تشدید مغناطیسی هستهای نشان داد که مولکولهای آب در این حالت، حرکت بسیار محدودتری نسبت به آب معمولی دارند.
از طرف دیگر، بررسی ساختار آن با پراش الکترونی نشانهای از ساختار بلوری منظم یخ معمولی نشان نداد. به همین دلیل پژوهشگران این حالت را بیشتر یک آب جمادگونه و بیشکل توصیف میکنند، نه نوع معمول یخ بلوری.
راز ماجرا در یک لوله فوقالعاده
به گزارش Nature پژوهشگران دریافتند سطح داخلی این لولههای بسیار کوچک، گروههای شیمیایی خاصی به نام سیلانول (SiOH) دارد. این گروهها میتوانند با مولکولهای آب پیوندهای هیدروژنی ایجاد کنند.
وقتی قطر لوله بهاندازه کافی کوچک میشود، تعداد این برهمکنشهای سطحی نسبت به حجم آب بسیار مهم میشود. در نتیجه حرکت مولکولهای آب محدود شده و شبکهای از پیوندها شکل میگیرد که به ایجاد حالت جمادگونه کمک میکند. به زبان سادهتر، آب در یک فضای خیلی کوچک دیگر همان آبی نیست که داخل یک لیوان میبینیم. 
رفتار عجیب در آزمایش
پژوهشگران لولههایی با قطرهای مختلف را آزمایش کردند و متوجه شدند یک محدوده مهم وجود دارد. وقتی قطر داخلی لوله به حدود ۲ تا ۵ میکرومتر میرسد و کوچکتر میشود، رفتار آب از حالت مایع گونه به حالت جمادگونه تغییر میکند. در لولههای بزرگتر، آب رفتار معمولتری دارد. این یعنی اندازه فضا در مقیاس میکروسکوپی میتواند ویژگیهای مادهای به آشنایی آب را تغییر دهد.
یکی از جذابترین بخشهای آزمایش همینجاست. این آب جمادگونه در آزمایشها در دماهای مختلف، از منفی ۲۰ تا مثبت ۹۰ درجه سانتیگراد، شکل خود را حفظ کرد. همچنین نمونهای از آن که ضخامتش حدود ۱۰۰ نانومتر بود، پس از ۵۴ روز همچنان شکل جمادگونه خود را حفظ کرده بود.
کد خبر 1070926
-
خشکترین نقطه زمین رودخانه و نخل داشت | کشف خویشاوند باستانی کپیباراها در صحرای آتاکاما
-
خط لوله تعطیل شد؛ طرح عربستان برای دور زدن تنگه هرمز شکست خورد | گزارش والاستریتژونال
-
تصاویری کمتر دیده شده از حضور رهبر شهید انقلاب در مناطق جنگی
-
گفتگوی خبرنگار همشهری با خانواده داغدار دانشآموز شهید محمدطاها جعفری
-
اموال ۳۹۴ نفر از عناصر ضد انقلاب توقیف شد؛ تعداد حسابها و خودروهای این افراد
-
روش های تأمین نقدینگی با دارایی طلا در ۱۴۰۵
-
خداحافظی با سلیقه گرایی در برخورد با سدمعبر
-
خارش مداوم پوست را جدی بگیرید؛ میتواند نشانه سرطان باشد
-
سخنرانی ترامپ در سازمان ملل ؛ از ایران میخواهیم با ما توافق کند | فکر میکنم درست بعد از انتخابات میاندورهای با ایران به توافق خواهیم رسید
-
چراغ سبز ترامپ در راهروهای سازمان ملل | آیا پزشکیان و ترامپ روبهرو میشوند؟
-
وقوع انفجارهای شدید در پایتخت عربستان
-
«ملیجک» ناصرالدینشاه ۳۵ سال بعد از مرگ شاه قاجار + عکس
-
شخصیسازی کارت بلیت مترو از فردا
-
بیانیه فوری ستاد کل نیروهای مسلح در واکنش به لفاظی ترامپ در سازمان ملل
-
اولین عکس از لاشه جنگنده F۱۶ آمریکا
-
پرسپولیس پشیمان شد؛ بازیکنمان را نیمفصل برگردانید خودمان مشتری هستیم
-
انتشار برای نخستین بار ؛ دستخط آیتالله سید مجتبی خامنهای خطاب به سید مجید موسوی | توصیههای مهم رهبر انقلاب به فرمانده هوافضای سپاه
-
اسبهای ناصرالدین شاه در باغ سرخهحصار + عکس
-
آیا میدانید چرا روغن یخ نمیزند؟
-
آزمایشی که نگاه دانشمندان به دنیای کوانتوم را تغییر داد
-
مشاهده شگفتانگیز کربن مایع در آزمایشگاه برای نخستینبار
-
کشف مادهای با رفتار غیرعادی در هسته زمین