NaturaŚrodowisko

Odkryto, że woda przekształca się w inną ciecz w niskich temperaturach

Od dawna uważano, że przemiana wody lub przemiana fazowa wody podlegają powtarzającym się trzem cyklom obejmującym stany cieczy, ciała stałego i gazu. Tak zwany dwuatomowy wodór i jednoatomowy tlen (H2o), zarówno ze względu na swoje antropogeniczne, jak i naturalne zastosowanie, był szeroko stosowany w różnych gałęziach przemysłu do utrzymania ludzi. Jest to również istotna część naszej atmosfery, w której zachodzi proces opadów.

Konwencjonalna wiedza na temat procesu faz wodnych jest podobno liniowa i nieskomplikowana. Jednak nowe badanie prowadzone przez naukowców z Wielkiej Brytanii i Włoch dowodzi, że jest inaczej.

Twierdzili, że istnieją dowody na to, że H2o może zmieniać się z jednego stanu cieczy w inny, ale jako gęstsza ciecz w niskich temperaturach.

Najnowsze odkrycie nigdy wcześniej nie zostało udowodnione, przynajmniej w sensie praktycznym.

W procesie zwanym transformacją cieczy w ciecz brytyjsko-włoski zespół badawczy wykorzystał symulacje komputerowe, aby pomóc określić, jakie pewne cechy odróżniają te dwie ciecze na poziomie mikroskopowym.

Wyniki wskazują, że istnieje różnica molekularna między cieczą o dużej gęstości a cieczą o małej gęstości. Nadal istnieje niepewność co do implikacji badania, które dotyczyło problemu badawczego sprzed 30 lat.

W nowym artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature Physics 11 sierpnia wspólny eksperyment wykazał, że cząsteczki wody w cieczy o dużej gęstości tworzą układy uważane za „złożone topologicznie”, co odnosi się do kształtu cząsteczki podobnego do węzła koniczyny lub precel. Oznacza to, że cząsteczki cieczy o dużej gęstości są splątane.

Badanie zostało przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Birmingham w Anglii i Sapienza Universita di Roma w Rzymie.

W roku 1992 Francesco Sciortino, obecnie profesor na włoskim uniwersytecie, jako pierwszy zaproponował przejście fazowe ciecz-ciecz. Sciortino był członkiem pierwotnej grupy badawczej na Uniwersytecie Bostońskim w Massachusetts w Stanach Zjednoczonych. Jednak dopiero tym razem naukowcy odnajdą fizykę stojącą za transformacją płynów w nowych badaniach, których współautorem jest Sciortino.

Przejście faza ciecz-ciecz

Oprócz symulacji komputerowych zespół wykorzystał również koloidalny model wody i wykorzystał dwa powszechnie stosowane modele molekularne wody.

Według Science Daily koloidy to substancje składające się z nierozpuszczalnych cząstek, które są tysiąc razy większe niż pojedyncza cząsteczka H2o.

Model koloidalny posłużył jako szkło powiększające do lepszej obserwacji i zrozumienia nieznanego wcześniej pojęcia dwóch cieczy.

Zespół spodziewa się, że w kolejnych badaniach zostaną przeprowadzone eksperymenty, które potwierdzą ich teorię i rozszerzą nowo odkrytą koncepcję „splątanych” cieczy na inne ciecze, takie jak krzem, donosi Science Daily.

Przed badaniem z roku 2022 obie instytucje edukacyjne od dawna myślały, że podczas takiego przejścia ciecz bezpośrednio podskakuje jako para lub ciało stałe.

Z kolei Amerykańskie Muzeum Historii Naturalnej (AMNH) opisuje cząsteczkę wody jako maleńki magnes, składający się z jednej strony z ładunkiem ujemnym, a z drugiej strony z ładunkiem dodatnim.

Prawdopodobnie z powodu tej cechy ciecz łatwo przechodzi w inny stan, przynajmniej przed bezprecedensowymi odkryciami, sugeruje AMNH.


Opracowanie: irme.pl