Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Niezwykłe zachowanie wody w nanorurkach

Rekomendowane odpowiedzi

Na poziomie morza woda zaczyna wrzeć w temperaturze 100 stopni Celsjusza. Nie od dzisiaj wiadomo też, że jeśli wodę umieścimy w bardzo małej przestrzeni, zmienia się jej temperatura wrzenia i zamarzania, spadając o około 10 stopni. Teraz naukowcy z MIT zaobserwowali nowe niespodziewane zachowanie się wody.

Po umieszczeniu w węglowych nanorurkach woda zamarza nawet w temperaturze, w której powinna wrzeć. Odkrycie to pokazuje, że zachowanie się materiałów ulega drastycznym zmianom gdy umieścimy je w strukturach o pojemności liczonej w nanometrach. Może też doprowadzić ono do powstania nowych urządzeń, takich jak np. wypełnione lodem przewody, które będą wykorzystywały właściwości elektryczne i termiczne lodu pozostając stabilne w temperaturze pokojowej. Gdy umieścimy płyn w nanoprzestrzeniach zaburzamy jego przejścia fazowe - mówi profesor Michael Strano.

Naukowcy spodziewali się takiego zachowania, jednak zaskoczyła ich wielkość zmian oraz ich kierunek. Sądzili, że nanoprzestrzeń obniży, a nie podniesie, punkt zamarzania wody. Podczas jednego z testów stwierdzono, że woda zamarzła w temperaturze pomiędzy 105 a 151 stopni Celsjusza. Zjawisko to było silniejsze, niż ktokolwiek przypuszczał - mówi Strano. Co więcej, kolosalne zmiany wynikały z niewielkich różnic w średnicy nanorurek. Różnica w punkcie zamarzania wody pomiędzy nanorurkami o średnicy 1,05 a 1,06 nanometra wynosiła dziesiątki stopni Celsjusza. Wszystkie założenia się sypią, gdy dochodzimy do naprawdę małych rozmiarów. To całkowicie niezbadany teren - stwierdza uczony.

Już wcześniej różne zespoły naukowe próbowały przeprowadzić podobne eksperymenty, jednak dawały one sprzeczne wyniki. Jedną z przyczyn był fakt, że niewiele grup naukowych jest w stanie tak precyzyjnie mierzyć nanorurki, nikt nie zdawał sobie sprawy, że tak minimalne różnice w wymiarach mogą odgrywać tak wielką rolę, stąd problemy z uzyskiwanymi wynikami.

Jak zauważa profesor Strano, zadziwiający jest już fakt, że do nanorurek udaje się wprowadzić wodę. Węglowe nanorurki są uważane za materiał hydrofobowy, więc nie do końca wiadomo, w jaki sposób woda trafia do ich wnętrza.

Zespół Strano wykorzystał technikę zwaną spektroskopią wibracyjną, która pozwala na śledzenie molekuł wody wewnątrz nanorurek. Dzięki niej jako pierwszy był w stanie przeprowadzić precyzyjne pomiary, nie tylko potwierdzające, że woda znajduje się w nanorurkach, ale pozwalające również na określenie jej fazy. Możemy stwierdzić, czy jest tam płyn, gaz czy ciało stałe - mówi Strano. Naukowcy unikają używania w tym wypadku słowa "lód", gdyż jest ono zarezerwowane dla określonej struktury krystalicznej, a jeszcze nie udało się wykazać, że powstaje ona w nanorurkach. To niekoniecznie jest lód, ale jest to faza podobna do lodu - wyjaśnia Strano.

Okazało się też, że takie ciało stałe roztapia się w temperaturze dużo wyższej od temperatury topnienia lodu, dlatego też powinno być ono niezwykle stabilne w temperaturze pokojowej. Mogą dzięki temu powstać 'lodowe kable', które będą świetnie przewodziły protony, gdyż woda przewodzi je co najmniej 10-krotnie lepiej niż typowe materiały przewodzące. W ten sposób uzyskamy bardzo stabilne wodne kable - dodaje profesor Strano.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Czyżby krok w kierunku prawdziwie ciepłych nadprzewodników?

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Z tego co pamiętam z fizyki, to w wodzie (w stanie ciekłym) ciągle powstają i rozpadają się wiązania wodorowe. Natomiast lód, to woda w której wiązania wodorowe się nie rozpadają. Wiadomo... najłatwiej jest ochłodzić wodę, żeby powstał lód. Inną drogą byłoby wytworzenie wysokiego ciśnienia, które również unieruchomiłoby cząsteczki i powstałby lód nawet o dodatniej temperaturze. A czy oni umieszczając wodę w nanorurkach nie blokują jej mechanicznie (trzeci sposób na krystalizację)? Wiązania w wodzie nie mogą się rozpaść, bo woda jest zblokowana przez ścianki nanorurki i nie mają możliwości ruchu?

Dodam - rurka o średnicy 1 nanometra = 10-9m, atomy mają rozmiar około 10-10m.

Ponadto

 

pomiędzy nanorurkami o średnicy 1,05 a 1,06 nanometra wynosiła dziesiątki stopni Celsjusza
może taka różnica jest już duża w skali cząsteczek wody. Woda ma większą swobodę, przez co "trudniej" się "zamraża".

Tak jak napisane:

 

 

To niekoniecznie jest lód, ale jest to faza podobna do lodu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

 

 

Mogą dzięki temu powstać 'lodowe kable', które będą świetnie przewodziły protony (...)
Może to głupie pytanie, ale co oni chcą zasilać protonami?

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Prędzej krok w kierunku potwierdzenia kwantowych koherentnych interakcji w mikrotubulach, czyli kwantowej teorii świadomości Penrosa i Hameroffa.

Edytowane przez robertcb

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Ale to była hipoteza - a nie teoria, zresztą zupełnie bzdurna. Świadomość jest uniwersalna, niezależnie od zastosowanej materii. Kwantowość nie ma tu nic do rzeczy. Jest tylko próbą zaistnienia w świecie czytelników/ naukowców/ komercji.

  • Pozytyw (+1) 1

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

'Materiał hydrofobowy' - to tłumaczy takie, a nie inne zachowanie. Jeśli dobrze rozumiem taka nano rurka odpycha wodę, co podnosi ciśnienie wody wewnątrz dłuuuugiej nanorurki, a to podnosi punkt wrzenia.
Taką mam teorię.
Prawdopodobnie długość rurki też ma znaczenie - im krótsza tym woda zachowuje się 'normalniej'.

Edytowane przez Eksterminator

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...