Pomimo swojej ogólnej dostępności, woda wciąż kryje w sobie wiele niesamowitych właściwości. Jedna z tych właściwości została niedawno odkryta przez naukowców z Massachusetts Institute of Technology. Faktem jest, że woda umieszczona w maleńkich nanorurkach może zamarznąć nawet w wysokich temperaturach.
Odkrycie było prawdziwym zaskoczeniem dla zespołu chemików przemysłowych, profesora Michaela Strano, który eksperymentował z przepuszczaniem energii elektrycznej przez wodę w nanorurkach.
„Zauważyliśmy nieoczekiwane zmiany w niektórych obliczeniach i stwierdziliśmy, że zmiany te były wynikiem ogrzewania” - wyjaśnia Lee Drakhuschuk, współautor artykułu opisującego odkrycie.
„Przystępując do systematycznej zmiany temperatury, zdaliśmy sobie sprawę, że zmianom tym towarzyszy efekt przejścia fazowego stanu wody w nanorurkach z ciekłego na stały”.
Naukowcy postanowili przetestować to zachowanie, ale byli zaskoczeni, gdy dowiedzieli się, jak dziwne się to wydawało. W temperaturze co najmniej 105 stopni Celsjusza (czyli powyżej temperatury wrzenia wody) ciecz w ich nanorurkach zamarzała. Ten kierunek przejścia fazowego był dla naukowców niezwykle zaskoczony.
Jednak na tym tajemnice się nie skończyły. Na przykład naukowcy nie do końca rozumieją, w jaki sposób woda może przenikać przez nanorurki. Faktem jest, że nanorurki mają grubość zaledwie kilku cząsteczek wody, a jednocześnie mają początkowo właściwości hydrofobowe. Niemniej jednak napełnienie ich wodą nie było wcale trudne.
„W większości przypadków woda może sama wniknąć do nanorurek węglowych. W mniejszym lub większym stopniu proces jest podobny do wchłaniania wody przez papier lub inne porowate substancje, ale z uwzględnieniem znacznie zmniejszonej skali. Jednak w tym przypadku musimy otworzyć „zatyczki” nanorurek - każda z nich ma na końcach naturalne nasadki”- mówi Drakhuschuk.
Oprócz poszerzenia naszej wiedzy o właściwościach wody, odkrycie to może mieć dość praktyczne znaczenie. Ze względu na ich charakterystykę pozostawania w stabilnym stanie stałym, nawet przy znacznych zmianach temperatury, te wypełnione wodą nanorurki mogą być używane na przykład jako „druty lodowe”, które działałyby jako wydajne ścieżki transferu protonów. Jak wiadomo, woda przewodzi protony 10 razy lepiej niż inne przewodzące substancje i materiały.
Film promocyjny:
NIKOLAY KHIZHNYAK