Odkryto nowy stan fazowy wody, który wygląda jak przewód elektryczny

Fizycy z Uniwersytetu w Cambridge odkryli, że woda w warstwie jednej cząsteczki nie zachowuje się tak

ciecz, a nie ciało stałe. Ponadto pod wysokim ciśnieniem taka struktura staje się nadprzewodząca.

Woda z warstwą jednej cząsteczki nie jest teoretycznakoncepcja, ale powszechna forma, wyjaśniają naukowcy. Takie struktury można znaleźć między błonami komórkowymi lub w maleńkich wnękach w nanoskali w materiałach geologicznych. Do tej pory zachowanie tej wody pozostawało tajemnicą.

W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Nature,Naukowcy wykorzystali kombinację podejść obliczeniowych, aby przeprowadzić badanie na poziomie jednej warstwy wody. Odkryli, że woda, która utworzyła cienką warstwę, przeszła przez kilka faz, w tym fazę heksatyczną i nadjonową.

Stany fazowe monowarstwy wody w różnych temperaturach i ciśnieniach. Zdjęcie: Venkat Kapi i in., Nature

W fazie heksatycznej woda nie działa jakciało stałe, a nie jako płyn, ale jako coś pomiędzy. Atomy tlenu tworzą stałą sieć, a protony przepływają przez sieć jak ciecz lub dzieci biegnące przez labirynt. Przy wysokim ciśnieniu taka woda przechodzi w fazę nadjonową. Staje się bardzo przewodzący, szybko wyrzucając protony przez lód, podobnie jak elektrony w przewodniku.

Zrozumienie zachowania wody w nanoskali mamają kluczowe znaczenie dla wielu nowych technologii, twierdzą naukowcy. Na przykład powodzenie zabiegu zależy od tego, jak woda zareaguje, gdy dostanie się do małych ubytków w naszym ciele. Ponadto takie stany fazowe mogą być przydatne do opracowania wysoce przewodzących elektrolitów do akumulatorów, odsalania wody i beztarciowego transportu cieczy.

Czytaj więcej:

Fizycy wyjaśniają „kosmiczną niedopasowanie” Hawkinga: jak zmieni naukę

Zobacz zdjęcia Słońca w rekordowej rozdzielczości

Samolot kosmiczny dostarczy ładunek na ISS i wyląduje na zwykłym „lotnisku”