Ερευνητές ανακάλυψαν εκπληκτική συμπεριφορά του νερού το οποίο βρισκόταν περιορισμένο σε νανοσωλήνες άνθρακα

ice-cube

Είναι ένα γνωστό γεγονός ότι το νερό, στο επίπεδο της θάλασσας, αρχίζει να βράζει σε θερμοκρασία 100 βαθμών κελσίου. Και οι επιστήμονες έχουν από καιρό παρατηρήσει ότι όταν το νερό περιορίζεται σε πολύ μικρούς χώρους, τα σημεία βρασμού και πήξης του νερού μπορούν να αλλάξουν λίγο, συνήθως κατά περίπου 10 βαθμούς κελσίου.

Αλλά τώρα, μια ερευνητική ομάδα από το ΜΙΤ έχει ανακαλύψει μια εντελώς απροσδόκητη σειρά αλλαγών: Μέσα στον μικρότερο των χώρων (σε νανοσωλήνες άνθρακα των οποίων οι εσωτερικές διαστάσεις  δεν είναι πολύ μεγαλύτερες από λίγο μόρια νερού), το νερό μπορεί να στερεοποιηθεί ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες όπου κανονικά θα ήταν το σημείο βρασμού του.

Η ανακάλυψη αυτή που περιγράφεται στην επιστημονική επιθεώρηση Nature Nanotechnology, δείχνει πώς ακόμη και πολύ γνωστά υλικά μπορεί να αλλάξουν δραστικά τη συμπεριφορά τους όταν παγιδευτούν στο εσωτερικό δομών που μετρούνται σε νανόμετρα ή δισεκατομμυριοστά του μέτρου.

Και η διαπίστωση αυτή θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες εφαρμογές, όπως για παράδειγμα καλώδια γεμάτα πάγο τα οποία θα εκμεταλλεύονται τις μοναδικές ηλεκτρικές και θερμικές ιδιότητες του πάγου, ενώ παραμένει σταθερός σε θερμοκρασία δωματίου.

«Εάν περιορίσουμε ένα υγρό σε δομές μεγέθους νανομέτρων, μπορούμε να στρεβλώσουμε πραγματικά τις διάφορες φάσεις συμπεριφοράς του», αναφερόμενοι οι ερευνητές στη μελέτη τους στο πώς και πότε το υγρό «κινείται» μεταξύ των φάσεων στερεό, υγρό και αέριο. Τέτοιες αντιδράσεις αναμένονταν, αλλά το τεράστιο μέγεθος της αλλαγής και η κατεύθυνση της  (αύξηση και όχι μείωση του σημείου πήξεως), ήταν μια έκπληξη: Σε μία από τις δοκιμές της ομάδας, το νερό στερεοποιήθηκε σε θερμοκρασία 105 βαθμών κελσίου.

Παραπομπές

Kumar Varoon Agrawal, Steven Shimizu, Lee W. Drahushuk, Daniel Kilcoyne, Michael S. Strano. Observation of extreme phase transition temperatures of water confined inside isolated carbon nanotubes. Nature Nanotechnology (2016). DOI: 10.1038/nnano.2016.254

ΑΝΔΡΕΑΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΥ

Παιδί της επιστήμης και της τεχνολογίας, παρέα με ένα γάτο κοιτάζει το σύμπαν και θέτει ερωτήσεις

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *