На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)

Космос

8 384 подписчика

Свежие комментарии

  • Сергей Бороздин
    Мой алгоритм - в статье на Самиздат и дзен "Библия как научный источник истории Мира"Единый алгоритм э...
  • дмитрий Антонов
    прошу прощения, меня тут небыло давно. А где Юрий В Радюшин? с Новым 2023 годомБыл запущен первы...
  • дмитрий Антонов
    жаль, что тема постепенно потерялась. а ведь тут было так шумно и столько интересного можно было узнать, помимо самих...Запущен CAPSTONE ...

Необычная удивительная вода

Обнаружено новое удивительное свойство водыНеобычная удивительная вода

Несмотря на свою общедоступность, вода по-прежнему скрывает множество удивительных свойств. И одно из таких свойств недавно обнаружили исследователи из Массачусетского технологического института. Дело в том, что вода, помещенная в крошечные нанотрубки, может замерзать даже при высоких температурах. Это открытие оказалось настоящим сюрпризом для команды химиков-технологов профессора Майкла Страно, которая проводила эксперименты по пропусканию электричества через воду в нанотрубках. 
«Мы отметили неожиданные изменения в некоторых расчетах и обнаружили, что эти изменения явились результатом нагрева», — объясняет Ли Драхущук, соавтор статьи, описывающей данное открытие.
«Начав систематически менять температуру, мы поняли, что изменения сопровождаются эффектом фазового перехода состояния воды в нанотрубках из жидкого в твердое».
Исследователи решили проверить такое поведение, но были удивлены, узнав, насколько странным оно представляется. При температуре по крайней мере на уровне 105 градусов Цельсия (что выше точки кипения воды) жидкость в их нанотрубках замерзла. Такое направление фазового перехода крайней удивило ученых.
Однако на этом загадки не закончились. Например, ученые не совсем понимают, как вода может просачиваться через нанотрубки. Дело в том, что нанотрубки имеют толщину всего в несколько молекул воды и при этом изначально обладают водоотталкивающим свойством. Тем не менее заполнить их водой оказалось совсем несложно.
«В большинстве случаев вода может просачиваться в углеродные нанотрубки самостоятельно. В большей или меньшей степени процесс схож с тем, как вода впитывается в бумагу или другие пористые вещества, но с учетом существенно уменьшенных масштабов. Правда в этом случае нам необходимо открывать «заглушки» нанотрубок – каждая из них на концах имеет естественные колпачки», — говорит Драхущук.
Помимо повышения наших знаний о свойстве воды, это открытие может носить вполне практическое значение. Благодаря своей особенности оставаться в стабильном твердом состоянии даже при значительных температурных изменениях эти заполненные водой нанотрубки можно было бы использовать, например, в качестве «ледяных проводов», которые бы выступали в качестве эффективных путей для передачи протонов. Вода, как известно, в 10 раз лучше проводит протоны, по сравнению с другими проводящими веществами и материалами.

Это заняло 200 лет, но ученые выяснили, как на самом деле вода проводит электричествоНеобычная удивительная вода

Всем известно, что вода – отличный проводник электрического тока. По этой причине, например, крайне не рекомендуется использовать электрические приборы вблизи источников воды и не купаться в водоемах во время грозы. Однако несмотря на относительную простоту этого правила, до сих пор никто не мог точно объяснить, как молекулы воды способны передавать между собой протоны во время этого процесса проводимости.
Группа исследователей из Йельского университета под руководством профессора химии Марка Джонсона впервые смогла запечатлеть с помощью спектроскопического анализа процесс передачи электронов, происходящий в молекулах воды. Сам процесс передачи носит название «механизма Гротгуса» (был впервые предсказан немецким химиком Теодором фон Гротгусом) и мучает умы ученых уже более 200 лет.
«Этот фундаментальный химический и биологический процесс не имел точного обоснования и объяснения», — говорит исследователь Энни Маккой из Вашингтонского университета.
Годы изучения химии воды на молекулярном уровне все-таки привели к нужному открытию. В рамках исследования ученые смогли заморозить молекулы воды в тот момент, когда они находились в своих переходных состояниях, что позволило исследователям в деталях изучить структурные изменения, происходящие в рамках механизма Гротгуса. В своей работе они применяли молекулы «тяжелой воды» (оксид дейтерия), которые очень резко замораживались до температуры близкой к абсолютному нулю (-273,15 градуса Цельсия).

Многие годы именно это изображение было самым детальным представлением нашего понимания о том, как происходит этот процесс. Несмотря на то, что ученые прекрасно понимали, как этот механизм работает на практике, они не имели возможности визуально и в деталях убедиться в этом.
Как указывает журнал Science, результаты исследования носят революционный характер. Последние 200 лет ученые пытались найти экспериментальный способ, чтобы проследить за структурными изменениями в молекулах воды, когда те проводят электричество. Задача оказалась крайней сложной. В последние годы исследователи пытались осуществить мониторинг процесса с помощью инфракрасного сканирования. Результаты оказались очень некачественными. Снимки были очень расплывчатыми и не давали четкого представления о происходящем процессе.
«Расплывчатость оказалась настолько сильной, что даже не позволила определить связь между цветом и структурой», — объясняет Джонсон.
Но стоило только ученым применить метод мгновенной заморозки, результаты оказались ошеломительными.
«Мы фактически открыли Розеттский камень, который показал нам структурную информацию во всех деталях и цвете. Мы смогли выявить последовательность определенных деформаций, сменяющихся, как кадры в фильме. Это даст нам новое представление о воде и ее проводящих свойствах, так как феномен является частью множества химических реакций на Земле», — говорит Джонсон.
«Теперь у нас есть утраченное звено, дающее нам представление о более полной картине: как протоны двигаются через молекулы воды», — говорит Маккой.
Кроме того, техника, которую использовали ученые для открытия, также является в некоторой степени революционной. Она также позволяет нам заглянуть в другие свойства воды вроде недавно обнаруженной возможности воды превращаться в лед, даже при температурах выше кипения.

Николай Хижняк

Источник - hi-news.ru .

 

Картина дня

наверх