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

Vietnam Water Week 2025: Tìm kiếm giải pháp xanh cho sự phát triển của ngành Nước

Vietnam Water Week 2025: Tìm kiếm giải pháp xanh cho sự phát triển của ngành Nước

Biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp khiến cho nguy cơ mất an ninh nguồn nước trở thành vấn đề cấp bách. Điều này liên tục được nhắc đến trước thềm Vietnam Water Week 2025. Các chuyên gia cho rằng, khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số chính là "chìa khóa" hữu hiệu nhất mở ra cánh cửa phát triển bền vững.

Khách hàng và đơn vị cấp nước đẩy mạnh tương tác qua ứng dụng số

Khách hàng và đơn vị cấp nước đẩy mạnh tương tác qua ứng dụng số

Với mục tiêu đem lại nhiều tiện ích, phục vụ khách hàng nhanh chóng và hiệu quả, các đơn vị quản lý cung cấp nước sạch trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh đẩy mạnh ứng dụng CNTT và nhiều giải pháp số hóa, qua đó tạo nền tảng hình thành và xây dựng văn hóa doanh nghiệp số.

Doanh nghiệp 11/04/2025
Ứng dụng Trí tuệ nhân tạo (AI) vào thực tiễn xử lý nước thải

Ứng dụng Trí tuệ nhân tạo (AI) vào thực tiễn xử lý nước thải

Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) vào mọi mặt của đời sống đã trở nên phổ biến. Trước thực tế này, ngành Cấp Thoát nước cũng không phải ngoại lệ. AI được kỳ vọng sẽ giải quyết các vấn đề về quản lý, xử lý nước thải nhằm bảo vệ tài nguyên nước.

Tối ưu hóa thủ tục gắn đồng hồ và cấp định mức nước

Tối ưu hóa thủ tục gắn đồng hồ và cấp định mức nước

Để đáp ứng nhanh chóng yêu cầu của khách hàng, Tổng Công ty Cấp nước Sài Gòn (SAWACO) và các đơn vị cấp nước thành viên đã không ngừng đổi mới công nghệ, tối ưu hóa, rút ngắn thời gian gắn đồng hồ nước và cấp định mức nước cho khách hàng

Doanh nghiệp 08/04/2025
Sự phát triển của AI làm dấy lên nỗi lo về khủng hoảng nước

Sự phát triển của AI làm dấy lên nỗi lo về khủng hoảng nước

Sự phát triển của AI kéo theo nhu cầu sử dụng lượng nước lớn đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu và các nhà lãnh đạo tìm kiếm, phát triển các hệ thống làm mát mới hiệu quả hơn.

Đánh giá, đề xuất giải pháp quản lý nguồn nước mặt cho các nhà máy nước tại Hải Dương

Đánh giá, đề xuất giải pháp quản lý nguồn nước mặt cho các nhà máy nước tại Hải Dương

Ngày 26/3, Viện Cấp Thoát nước và Môi trường (IWASSE) tổ chức hội thảo khoa học "Giới thiệu về nghiên cứu, kế hoạch triển khai, và một số kết quả ban đầu nghiên cứu nội nghiệp" tại Chi nhánh Sản xuất nước Cẩm Thượng – Công ty CP Kinh doanh nước sạch Hải Dương.

Hội Cấp Thoát nước Việt Nam tham dự Triển lãm Công nghệ xử lý nước tại Hàn Quốc

Hội Cấp Thoát nước Việt Nam tham dự Triển lãm Công nghệ xử lý nước tại Hàn Quốc

Trung tuần tháng 3/2025, đoàn công tác Hội Cấp Thoát nước Việt Nam (VWSA) đã có chuyến công tác và tham dự Triển lãm Công nghệ xử lý nước tại Hàn Quốc (Water Korea 2025).

Quốc tế 27/03/2025
Nguy cơ băng tan nhanh do dòng hải lưu mạnh nhất thế giới suy giảm

Nguy cơ băng tan nhanh do dòng hải lưu mạnh nhất thế giới suy giảm

Theo nghiên cứu công bố trên tạp chí Environmental Research Letters, dòng hải lưu mạnh nhất thế giới có thể suy giảm tới 20% vào năm 2050 nếu lượng khí thải tiếp tục ở mức cao, làm gia tăng tốc độ tan băng ở Nam Cực và mực nước biển dâng.

Nghe nhìn 19/03/2025
Trường Cao đẳng Xây dựng Công trình Đô thị hướng tới 50 năm thành lập

Trường Cao đẳng Xây dựng Công trình Đô thị hướng tới 50 năm thành lập

Ngày 10/3/2025, đoàn công tác của Hội Cấp Thoát nước Việt Nam (VWSA) do Chủ tịch Nguyễn Ngọc Điệp dẫn đầu đã đến thăm và làm việc với Trường Cao đẳng Xây dựng Công trình Đô thị.

Văn hóa nước 12/03/2025
Top