اكتشف باحثون في جامعة كامبريدج أن الماء في الطبقة الجزيئية لا يتصرف كسائل ولا كمادة صلبة ويصبح أيضًا موصلًا كهربائيًا تحت ضغط شديد.
يتمدد الماء عادة عندما يتجمد ويكون عنده نقطة غليان عالية. ومع ذلك ، أظهر بحث جديد أنه عندما يتم ضغط الماء بالمقياس النانوي ، تتغير خصائصه بشكل كبير.
إن الفهم الكامل لسلوك الماء ليس ممكنًا بعد بسبب الصعوبات في وصف حالاتها أو مراحلها بشكل تجريبي على المقياس النانوي. ومع ذلك ، فإن فريقًا بقيادة جامعة كامبريدج يصف كيف تمكن من التنبؤ بمخطط الحالة لطبقة من الماء بسمك جزيء واحد بدقة ملحوظة.
اقرأ أكثر:
وجد العلماء أن الماء ، الموجود في طبقة بسماكة جزيء واحد ، يتحرك في عدة حالات ، بما في ذلك الحالة “السداسية” والحالة “suprionic” أو “الجنينية”.
الحالة أو الطور السداسي هي حالة من المادة بين أطوار السائل الصلبة والمتناحية في أنظمة ثنائية الأبعاد للجسيمات.
المياه الفائقة الأيونية ، وتسمى أيضًا الجليد الفائق أو الجليد الثامن عشر ، هي حالة من الماء توجد في درجات حرارة وضغوط عالية جدًا. في الماء الفائق التأين ، يتم فصل جزيئات الماء وتتبلور أيونات الأكسجين في شبكة متباعدة بشكل متساوٍ ، بينما تطفو أيونات الهيدروجين بحرية حول شبكة الأكسجين.
يعمل الماء في الحالة السداسية كشيء بين مادة صلبة وسائلة. عند الضغط العالي خلال المرحلة الجنينية ، يصبح الماء أيضًا عالي التوصيل ، وتتحرك البروتونات بسرعة عبر الجليد بطريقة مشابهة لحركة الإلكترونات في الموصل.
قال الدكتور فينكات كابيل من قسم الكيمياء بجامعة كامبريدج وكبير مؤلفي الدراسة: “إن المرحلة السداسية ليست صلبة ولا سائلة ، ولكنها مرحلة وسيطة ، وهو ما يتوافق مع النظريات السابقة للمواد ثنائية الأبعاد”. يوضح نهجنا أنه يمكن ملاحظة هذه المرحلة بشكل تجريبي عن طريق حصر الماء في قناة الجرافين.
وأضاف: إن وجود المرحلة الجنينية في حالة يسهل الوصول إليها أمر غريب لأن هذه المرحلة توجد عادة في ظروف مضطربة مثل لب أورانوس ونبتون. تتمثل إحدى طرق تصور هذه المرحلة في أن ذرات الأكسجين تشكل شبكة صلبة وتتدفق البروتونات كسائل عبر الشبكة.
لا تشير هذه النتائج إلى طريقة جديدة لدراسة السلوك فائق التوصيل في المواد الأخرى فحسب ، بل تشير أيضًا إلى طريقة جديدة لفهم سلوك الماء على المستوى النانوي.
5858
.