ما آب را به عنوان یک مایع بی‌نظم و با ملکول‌هایی می‌شناسیم که در زمان کوتاهی به یک ساختار آشنا، بازآرایی می‌کنند. حالا دانشمندان دانشگاه استکهلم، دو مایع متفاوت آب را کشف کرده‌اند که تفاوت زیادی در ساختار و چگالی دارند. نتایج این پژوهش در مجله Proceedings of the National Academy of Science منتشر شده است. با دیپ لوک همراه باشید…
شاید آب را بتوان یکی از ضروری‌ترین اجزای لازم در سیاره زمین دانست، همانطور که گفته‌اند آب مایه حیات است. آب، رفتار بسیار متفاوتی نسبت به مایعات دیگر دارد و دارای خواص غیرعادی زیادی از جمله نقطه ذوب، چگالی، ظرفیت گرمایی و بیش از ۷۰ ویژگی جالب دیگر است. همین ویژگی‌های غیرعادی، آب را به یکی از پیش‌نیازهای حیات تبدیل کرده است، اما حالا دانشمندان، دو مایع متفاوت آب را کشف کرده‌اند؛ یعنی آب می‌تواند به صورت دو مایع متفاوت در دمای پایین وجود داشته باشد. این کشف، هم به صورت نظری و هم به صورت تجربی (پرتو X) انجام شده است. دانشمندان دو مایع متفاوت آب را در آزمایشگاه مشاهده کرده‌اند. آنها در آزمایشگاه دیگری، دینامیک آب را بررسی کرده و اثبات کردند که دو فاز مشاهده شده، مایع هستند. دانشمندان می‌گویند:
بسیار هیجان‌انگیز است که به کمک پرتوی X می‌توانیم موقعیت نسبی ملکول‌ها در زمان‌های مختلف را تعیین کنیم. ما توانسته‌ایم تبدیل نمونه را در دماهای پایین و بین دو فاز دنبال کنیم. اغلب، یخ را به عنوان یک ساختار منظم می‌شناسیم، اما شکل رایج‌تر یخ در سیستم سیاره‌ای ما، آمورف (نامنظم) است. یخ آمورف در دو چگالی بالا و چگالی پایین، دارای دو شکل متفاوت است. این دو شکل می‌توانند به یکدیگر تبدیل شوند.
دانشمندان حدس می‌زنند این دو شکل به شکل‌های با چگالی بالا و پایین آب مایع مرتبط باشند. محققان یخ‌های آمورف را مدتی طولانی بررسی کردند. آنها می‌خواستند ببینند آیا این یخ‌ها را می‌توان به صورت یک حالت شیشه‌ای که نشان‌دهنده‌ی یک مایع فریزشده است، در نظر گرفت یا نه؟ آنها تمام جزییات را دنبال کردند تا چگونگی تبدیل یک حالت شیشه‌ای آب به یک مایع ویسکوز(چسبناک) را بفهمند. این مایع ویسکوز، تقریبا فورا به یک مایع ویسکوزتر و با چگالی بسیار پایین‌تر تبدیل می‌شود. کشف چنین واقعیت‌های جذابی در مورد یک ماده بسیار قدیمی مانند آب، واقعا شگفت‌انگیز بوده و الهام‌بخش مطالعات آینده‌ی دانشمندان است. از طرفی کشف این حقایق از طریق پرتوی ایکس که خود رونتگن (کاشف پرتوی ایکس)، حدس زده بود که آب می‌تواند دو شکل مختلف داشته باشد، بسیار جالب است. به طور خلاصه، آب یک مایع پیچیده نیست، بلکه دو مایع ساده با یک رابطه پیچیده است!
نتایج جدید نشان می‌دهند آب در دمای اتاق نمی‌تواند بین دو شکلی که باید داشته باشد، یکی را انتخاب کند. از طرفی این نتایج، نه تنها درک ما را در مورد آب در دماها و فشارهای مختلف افزایش می‌دهد، بلکه نشان می‌دهد آب چگونه تحت تاثیر نمک‌ها و ملکول‌های زیستی مهم در چرخه‌ی حیات قرار می‌گیرد. این درک می‌تواند منجر به راهکارهای جدید در خالص‌سازی و نمک‌زدایی آب شود، چرا که بحران آب، یکی از مهم‌ترین چالش‌های انسان در قرن‌های پیش روست…
مقاله‌ی اصلی را در زیر مشاهده کنید:
[gview file=”http://www.deeplook.ir/wp-content/uploads/2017/06/10.1073@pnas.1705303114.pdf” save=”1″]
