Liên hệ quảng cáo: +84 (0) 377 089 696 (Ms. Chung Anh)
Email: quangcao@tapchinuoc.vn

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

Tiếp cận phương pháp đổi mới đánh giá và quản lý nước ngầm tại Việt Nam

Tiếp cận phương pháp đổi mới đánh giá và quản lý nước ngầm tại Việt Nam

Bài viết trình bày việc tiếp cận phương pháp đổi mới đánh giá và quản lý nguồn nước ngầm tại Việt Nam nhằm nâng cao độ chính xác và hợp lý trong tính toán, đánh giá; tối ưu cơ chế vận hành, khai thác nước ngầm; đồng thời thiết lập hiệu quả các chính sách quản lý có liên quan đảm bảo sử dụng nước ngầm bền vững.

“Nước ảo” quản lý nước thật

“Nước ảo” quản lý nước thật

Phương pháp “nước ảo” trong canh tác và chế biến cây trồng đang làm rõ và có thể giúp thay đổi sự khai thác và sử dụng nước ngầm quá mức trong nông nghiệp Việt Nam.

Ký kết MOU hợp tác giữa Công ty CP Cấp nước Hải Phòng và Cục Cấp Thoát nước thành phố Kitakyushu

Ký kết MOU hợp tác giữa Công ty CP Cấp nước Hải Phòng và Cục Cấp Thoát nước thành phố Kitakyushu

Sáng 20/5/2024, Công ty CP Cấp nước Hải Phòng và Cục Cấp Thoát nước thành phố Kitakyushu (Nhật Bản) đã thống nhất ký kết Biên bản ghi nhớ hợp tác, hỗ trợ kỹ thuật toàn diện nhằm nâng cao năng lực quản lý cấp nước cho thành phố Hải Phòng.

Các nhà khoa học Trung Quốc tạo ra "pin nước" có thể chứa nhiều năng lượng hơn pin lithium

Các nhà khoa học Trung Quốc tạo ra "pin nước" có thể chứa nhiều năng lượng hơn pin lithium

Các nhà khoa học Trung Quốc cho biết đã phát triển một loại "pin nước" có mật độ năng lượng mạnh hơn và không dễ cháy như pin lithium hiện nay.

Tìm ra nguyên do khiến Sao Kim trở nên "khô cằn"

Tìm ra nguyên do khiến Sao Kim trở nên "khô cằn"

Kết quả nghiên cứu mới đây về sự mất tích bí ẩn của nước trên Sao Kim đã mở ra kỳ vọng trong công cuộc tìm kiếm sự sống bên ngoài Trái Đất ở những hành tinh trong Hệ Mặt Trời.

Phát triển ứng dụng quản lý mạng lưới cấp nước dựa trên Bộ công cụ EPANET Toolkit và môi trường lập trình MATLAB

Phát triển ứng dụng quản lý mạng lưới cấp nước dựa trên Bộ công cụ EPANET Toolkit và môi trường lập trình MATLAB

Sự tích hợp của Bộ công cụ EPANET và MATLAB mở ra khả năng can thiệp vào mã nguồn của phần mềm tính toán thủy lực, cung cấp nền tảng cho việc phát triển các ứng dụng đa dạng.

Tái sử dụng nước thải trong phát triển bền vững thích ứng với Biến đổi khí hậu

Tái sử dụng nước thải trong phát triển bền vững thích ứng với Biến đổi khí hậu

Dân số tăng nhanh cùng quá trình đô thị hóa và sự phát triển của các ngành kinh tế đã khiến nhu cầu dùng nước ngày càng cao, nguồn nước sẽ ngày càng khan hiếm. Do đó, phương án tái sử dụng nước thải gián tiếp được đề xuất áp dụng nhằm đảm bảo chất lượng nước cấp và giảm thiểu chi phí đầu tư, vận hành.

Lãnh đạo Hội Cấp Thoát nước Việt Nam tiếp đón Cục Cấp Thoát nước Thành phố Kitakyushu (Nhật Bản)

Lãnh đạo Hội Cấp Thoát nước Việt Nam tiếp đón Cục Cấp Thoát nước Thành phố Kitakyushu (Nhật Bản)

Ngày 25/4/2024, lãnh đạo Hội Cấp Thoát nước Việt Nam (VWSA) đã có cuộc gặp gỡ và trao đổi với đại diện Cục Cấp Thoát nước thành phố Kitakyushu (Nhật Bản). Tại đây, hai bên bày tỏ sự mong muốn mở rộng hợp tác và phát triển công nghệ xử lý nước U-BCF của Nhật Bản tại Việt Nam

Quốc tế 27/04/2024
Nâng cao hiệu quả xử lý nước với những ứng dụng đặc biệt của Chlorine

Nâng cao hiệu quả xử lý nước với những ứng dụng đặc biệt của Chlorine

Chất khử trùng Chlorine trong nuôi trồng thủy sản có vai trò quan trọng trong việc duy trì môi trường nước sạch và an toàn cho tôm, cá. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ và tuân thủ các quy tắc an toàn giúp tối ưu hóa việc sử dụng hóa chất này, giảm thiểu rủi ro và đảm bảo sự an toàn cho người sử dụng.

Doanh nghiệp 19/04/2024
Top