Bề mặt mềm giúp nước không đóng băng ở -44 độ C

Mỹ - Trong thí nghiệm của Đại học Houston, những giọt nước rộng vài nanomet vẫn duy trì dạng lỏng ở mức nhiệt thấp hơn điểm đóng băng thông thường.


Nước thường được cho là đóng băng ở 0 độ C. Tuy nhiên, thí nghiệm mới của nhóm nghiên cứu tại Đại học Houston cho thấy những giọt nước nhỏ có thể duy trì dạng lỏng ở mức nhiệt thấp tới -44 độ C nếu tiếp xúc với bề mặt mềm, New Atlas hôm 7/12 đưa tin. Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature.


Điểm đóng băng của nước là điểm mà phân tử nước bắt đầu đông cứng lại. Những phân tử đầu tiên chuyển đổi là nhóm tiếp xúc với không khí lạnh ở bề mặt. Các tinh thể băng do chúng tạo thành lại thúc đẩy các phân tử lân cận đông cứng. Quá trình này tiếp diễn cho đến khi toàn bộ khối nước trở thành băng.


Một giọt nước bất kỳ sẽ đóng băng ở điểm nào đó trong khoảng 0 độ C đến -38 độ C. Tuy nhiên, nghiên cứu mới đã vượt qua ngưỡng này. Điểm mấu chốt là loại bề mặt mà nước tiếp xúc, nhóm nhà khoa học cho biết. Các tinh thể băng dễ dàng hình thành trên bề mặt cứng, nhưng những bề mặt mềm như dầu hoặc gel có thể kìm hãm sự hình thành này lâu hơn. Bên cạnh đó, các giọt nhỏ cũng có thể duy trì trạng thái lỏng lâu hơn giọt lớn.


Để tìm hiểu về quá trình chuyển đổi từ nước sang băng, nhóm chuyên gia tiến hành thí nghiệm với những giọt nước chỉ rộng 2 nanomet, trong khi kích thước thông thường là khoảng 100 nanomet. Họ dồn nước vào những lỗ rỗng của một tấm màng làm từ oxit nhôm anode hóa (phủ lên kim loại một lớp oxit bảo vệ). Các giọt nano được bao bọc trong dầu octane để giữ cho bề mặt tiếp xúc luôn "mềm".


"Nghiên cứu nhiệt độ đóng băng của những giọt nước chỉ rộng vài nanomet từng là thách thức chưa có lời giải. Giờ đây, qua những công cụ đo lường mới, chúng tôi có thể tìm hiểu sự đóng băng của những giọt nước từ quy mô micromet xuống còn 2 nanomet", Hadi Ghasemi, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết.


Nghiên cứu có thể giúp phát triển những biện pháp mới để giảm sự hình thành băng ở bề mặt máy bay, turbine gió hoặc cơ sở hạ tầng khác, đồng thời giúp cải tiến hệ thống bảo quản lạnh cho thực phẩm hoặc mô mà không phá hủy tế bào khi tinh thể băng hình thành.


Thu Thảo (Theo New Atlas)









Be mat mem giup nuoc khong dong bang o -44 do C


My - Trong thi nghiem cua Dai hoc Houston, nhung giot nuoc rong vai nanomet van duy tri dang long o muc nhiet thap hon diem dong bang thong thuong.


Nuoc thuong duoc cho la dong bang o 0 do C. Tuy nhien, thi nghiem moi cua nhom nghien cuu tai Dai hoc Houston cho thay nhung giot nuoc nho co the duy tri dang long o muc nhiet thap toi -44 do C neu tiep xuc voi be mat mem, New Atlas hom 7/12 dua tin. Nghien cuu moi duoc cong bo tren tap chi Nature.


Diem dong bang cua nuoc la diem ma phan tu nuoc bat dau dong cung lai. Nhung phan tu dau tien chuyen doi la nhom tiep xuc voi khong khi lanh o be mat. Cac tinh the bang do chung tao thanh lai thuc day cac phan tu lan can dong cung. Qua trinh nay tiep dien cho den khi toan bo khoi nuoc tro thanh bang.


Mot giot nuoc bat ky se dong bang o diem nao do trong khoang 0 do C den -38 do C. Tuy nhien, nghien cuu moi da vuot qua nguong nay. Diem mau chot la loai be mat ma nuoc tiep xuc, nhom nha khoa hoc cho biet. Cac tinh the bang de dang hinh thanh tren be mat cung, nhung nhung be mat mem nhu dau hoac gel co the kim ham su hinh thanh nay lau hon. Ben canh do, cac giot nho cung co the duy tri trang thai long lau hon giot lon.


De tim hieu ve qua trinh chuyen doi tu nuoc sang bang, nhom chuyen gia tien hanh thi nghiem voi nhung giot nuoc chi rong 2 nanomet, trong khi kich thuoc thong thuong la khoang 100 nanomet. Ho don nuoc vao nhung lo rong cua mot tam mang lam tu oxit nhom anode hoa (phu len kim loai mot lop oxit bao ve). Cac giot nano duoc bao boc trong dau octane de giu cho be mat tiep xuc luon "mem".


"Nghien cuu nhiet do dong bang cua nhung giot nuoc chi rong vai nanomet tung la thach thuc chua co loi giai. Gio day, qua nhung cong cu do luong moi, chung toi co the tim hieu su dong bang cua nhung giot nuoc tu quy mo micromet xuong con 2 nanomet", Hadi Ghasemi, thanh vien nhom nghien cuu, cho biet.


Nghien cuu co the giup phat trien nhung bien phap moi de giam su hinh thanh bang o be mat may bay, turbine gio hoac co so ha tang khac, dong thoi giup cai tien he thong bao quan lanh cho thuc pham hoac mo ma khong pha huy te bao khi tinh the bang hinh thanh.


Thu Thao (Theo New Atlas)


Bề mặt mềm giúp nước không đóng băng ở -44 độ C

Mỹ - Trong thí nghiệm của Đại học Houston, những giọt nước rộng vài nanomet vẫn duy trì dạng lỏng ở mức nhiệt thấp hơn điểm đóng băng thông thường.
Giới thiệu cho bạn bè
  • gplus
  • pinterest

Bình luận

Đăng bình luận

Đánh giá: