Phát hiện những pha mới của nước

28/09/2022 10:05

Các nhà khoa học tại Đại học Cambridge, Anh đã phát hiện rằng nước trong lớp một phân tử hoạt động không giống như chất lỏng hay chất rắn, Phys.org đưa tin.

Họ thấy rằng nước trong lớp dày một phân tử đó có khả năng dẫn điện cao khi ở áp suất cao, bài đăng ngày 14/9 của trang khoa học Phys.org cho hay.

Ta đã biết nhiều về hành vi của "nước khối": nó nở ra khi đóng băng và có nhiệt độ sôi cao.

Nhưng khi nước được nén vào kích cỡ nano, các đặc tính của nó sẽ thay đổi đáng kể.

Bằng cách phát triển một phương pháp mới để dự đoán hành vi bất thường này với độ chính xác chưa từng có trước đây, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một số pha mới của nước ở cấp độ phân tử.

Nước thường bị kẹt giữa các màng hoặc trong các hốc nhỏ có kích thước nano — có thể thấy ở mọi nơi, từ màng trong cơ thể chúng ta cho đến các cấu thành địa chất.

Nhưng nước giữ trong quy mô nano có hành vi rất khác so với nước chúng ta uống.

Phát hiện những pha mới của nước - Ảnh 1.

Mô phỏng pha hexatic. (Ảnh: Nature)

Cho đến nay, những thách thức trong việc mô tả thực nghiệm các trạng thái của nước ở quy mô nano đã ngăn cản ta hiểu đầy đủ về hành vi của nước. 

Nhưng trong một bài báo đăng trên tạp chí Nature, nhóm nghiên cứu do trường Cambridge dẫn đầu đã mô tả cách họ sử dụng những tiến bộ trong phương pháp tính toán để dự đoán giản đồ pha của một lớp nước độ dày một phân tử với độ chính xác chưa từng có.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng nước được giữ trong một lớp độ dày một phân tử sẽ trải qua nhiều pha, bao gồm pha "hexatic" (lục phân) và pha "superionic" (siêu ion).

Phát hiện những pha mới của nước - Ảnh 2.

Mô phỏng pha superionic. (Ảnh: Nature)

Ở pha hexatic, nước đóng vai trò không phải là chất rắn hay chất lỏng, mà là một trung gian. 

Trong pha superionic xảy ra ở áp suất cao hơn, nước có tính dẫn điện cao, đẩy các proton nhanh chóng qua băng nước theo cách giống như dòng chảy của các electron trong chất dẫn điện.

Sự thành công của các phương pháp điều trị trong y học có thể phụ thuộc vào cách nước bị kẹt trong các hốc nhỏ trong cơ thể chúng ta sẽ phản ứng như thế nào. 

Sự phát triển của chất điện phân dẫn điện tốt cho pin, khử muối trong nước và vận chuyển không ma sát của chất lỏng đều phụ thuộc vào việc dự đoán nước bị giam giữ sẽ hành vi như thế nào.

Tiến sĩ Venkat Kapil từ Khoa Hóa mang tên Yusuf Hamied của đại học Cambridge, tác giả đầu tiên của bài báo cho biết: “Đối với tất cả các lĩnh vực này, việc hiểu được hành vi của nước là câu hỏi cơ bản. Phương pháp tiếp cận của chúng tôi cho phép nghiên cứu một lớp nước trong một kênh giống như graphene với độ dự đoán chính xác chưa từng có."

Kapil cho biết: “Pha hexatic không phải là chất rắn cũng không phải là chất lỏng mà là một chất trung gian, điều này đồng tình với các lý thuyết trước đây về vật liệu hai chiều. Cách tiếp cận của chúng tôi cũng cho thấy rằng pha này có thể được nhìn thấy bằng thực nghiệm bằng cách giữ nước trong một kênh graphene”.

"Sự tồn tại của pha superionic ở những điều kiện dễ tiếp cận là rất đặc biệt, vì pha này thường được thấy trong những điều kiện khắc nghiệt như ở lõi Sao Thiên Vương và Hải Vương. Một cách để hình dung pha này là các nguyên tử oxy tạo thành một lưới tinh thể rắn và các proton chảy như một chất lỏng xuyên qua lưới tinh thể, giống như bọn trẻ chạy qua một mê cung”.

Các nhà nghiên cứu cho biết pha superionic này có thể có vai trò quan trọng đối với các vật liệu điện phân và pin trong tương lai vì nó cho thấy khả năng dẫn điện cao hơn từ 100 đến 1.000 lần so với các vật liệu pin hiện tại.

Các kết quả nghiên cứu sẽ không chỉ giúp hiểu được cách hoạt động của nước ở quy mô nano, mà còn gợi ý "giam giữ nano" có thể là một con đường mới để tìm ra hành vi siêu nano của các vật liệu khác.

Tác giả:
Quang Hưng (dịch)
Nguồn: Phys.org
Ý kiến của bạn
Bình luận
Xem thêm bình luận

Đọc thêm

Thiết bị tách dầu mỡ - Giải pháp hiệu quả bảo vệ hệ thống thoát nước đô thị

Thiết bị tách dầu mỡ - Giải pháp hiệu quả bảo vệ hệ thống thoát nước đô thị

Xuất phát từ chính yêu cầu thực tiễn, Công ty TNHH MTV Thoát nước Hà Nội đã phát triển công nghệ thiết bị tách dầu mỡ kiểm soát ô nhiễm từ đầu nguồn, mở ra hướng tiếp cận hiệu quả, bền vững cho quản lý hệ thống thoát nước đô thị.

Chuyển đổi số: Hành trình “đánh thức” dữ liệu tại Cấp nước nông thôn Nam Định

Chuyển đổi số: Hành trình “đánh thức” dữ liệu tại Cấp nước nông thôn Nam Định

Trong bối cảnh người dân nông thôn vẫn quen với giao dịch thủ công, việc thay đổi thói quen của hàng vạn khách hàng là thách thức không nhỏ. Tuy nhiên, chỉ sau 90 ngày, Công ty Cổ phần Cấp nước nông thôn Nam Định đã hoàn thành hơn 168.000 hợp đồng điện tử, tạo dấu ấn trong hành trình chuyển đổi số.

Công nghệ mới mở thêm lựa chọn cho đầu tư và vận hành ngành Nước

Công nghệ mới mở thêm lựa chọn cho đầu tư và vận hành ngành Nước

Từ bản sao kỹ thuật số, cải tạo bể lắng, vật liệu PVC-O đến thiết bị truyền dữ liệu gắn trên đồng hồ cơ được giới thiệu tại hội thảo đều hướng tới nâng cao hiệu quả vận hành. Tuy nhiên, để các giải pháp đi vào thực tế, cần giải quyết đồng thời bài toán dữ liệu, chi phí đầu tư, tiêu chuẩn kỹ thuật, cơ sở pháp lý.

Công nghệ khử mặn nước và ứng dụng

Công nghệ khử mặn nước và ứng dụng

LTS: Trong bối cảnh nguồn nước ngọt ngày càng khan hiếm do biến đổi khí hậu và gia tăng nhu cầu sử dụng, công nghệ khử mặn đang trở thành giải pháp quan trọng bảo đảm an ninh nguồn nước. Bài viết giới thiệu các công nghệ khử mặn phổ biến, xu hướng phát triển và tiềm năng ứng dụng trong cấp nước sinh hoạt, sản xuất tại Việt Nam.

Từ những sáng kiến nhỏ đến lời giải cho bài toán lớn của ngành Nước

Từ những sáng kiến nhỏ đến lời giải cho bài toán lớn của ngành Nước

Chuyển đổi số, tối ưu vận hành, phát triển xanh và nâng cao chất lượng dịch vụ đang là những bài toán lớn đặt ra cho ngành Nước của Việt Nam. Thông qua Giải thưởng Cán bộ trẻ ngành Nước Việt Nam năm 2026, nhiều sáng kiến xuất phát từ thực tiễn cho thấy vai trò ngày càng nổi bật của đội ngũ cán bộ trẻ.

Quản lý thoát nước an toàn tại các đô thị Việt Nam thích ứng với biến đổi khí hậu

Quản lý thoát nước an toàn tại các đô thị Việt Nam thích ứng với biến đổi khí hậu

Hiện nay, chúng ta chưa có khái niệm thống nhất về "quản lý thoát nước an toàn", dẫn đến thiếu một khung quản lý tích hợp làm cơ sở cho xây dựng tiêu chuẩn, quy chuẩn và tổ chức thực hiện. Vì vậy, nghiên cứu này nhằm hệ thống hóa cơ sở lý luận, đề xuất về quản lý thoát nước an toàn phù hợp với điều kiện Việt Nam

Phòng thử nghiệm SAWACO đạt Chứng nhận thử nghiệm thành thạo quốc tế về phân tích chất lượng nước

Phòng thử nghiệm SAWACO đạt Chứng nhận thử nghiệm thành thạo quốc tế về phân tích chất lượng nước

Phòng thử nghiệm - Phòng Quản lý chất lượng nước thuộc Tổng Công ty Cấp nước Sài Gòn (SAWACO) vừa được cấp Chứng nhận thử nghiệm thành thạo quốc tế sau khi đạt kết quả đánh giá “Satisfied” tại Chương trình thử nghiệm thành thạo liên phòng quốc tế 2025.

SAWACO được vinh danh tại Vietnam I4 Impact Awards 2026 với hệ sinh thái công nghệ thông minh ngành nước

SAWACO được vinh danh tại Vietnam I4 Impact Awards 2026 với hệ sinh thái công nghệ thông minh ngành nước

Tại Lễ biểu dương “Thành tựu tác động vì Việt Nam số – Vietnam I4 Impact Awards 2026” diễn ra ngày 30/5/2026 tại Hà Nội, Tổng Công ty Cấp nước Sài Gòn TNHH MTV (SAWACO) là một trong 97 đơn vị tiêu biểu trên cả nước được vinh danh.

Công ty CP Cấp nước Hải Phòng: Ứng dụng công nghệ, bảo đảm cấp nước an toàn cho người dân

Công ty CP Cấp nước Hải Phòng: Ứng dụng công nghệ, bảo đảm cấp nước an toàn cho người dân

Sự phát triển nhanh của các khu đô thị và công nghiệp tại Hải Phòng đặt ra yêu cầu ngày càng cao về nguồn nước sạch ổn định, an toàn. Đón đầu nhu cầu ấy, Công ty CP Cấp nước Hải Phòng đã đẩy mạnh ứng dụng công nghệ số vào vận hành, góp phần bảo đảm an sinh và nâng cao chất lượng sống người dân.

Doanh nghiệp 01/06/2026
Top