Вода может быть жидкостью,
газом или льдом, верно?
Подумайте ещё раз.
Что мы знаем о воде?
Она является самым распространённым веществом на планете. Она входит в состав всех живых существ. После ртути, которая, по сути, не просто вещество, а вполне самостоятельный химический элемент – металл, – вода обладает самым большим поверхностным натяжением среди жидкостей. Она расширяется при замерзании; может быть жидкостью, газом и льдом; точит камень и в разных условиях закипает при разных температурах. В общем, мы много чего знаем о воде.
Но она снова нас удивила.
Учёные из Кембриджского университета обнаружили, что поведение воды, слоем в одну молекулу, не характерно ни для жидкости, ни для твёрдого тела. А, кроме того, она становится очень проводящей при высоких давлениях.
Оказалось, что слой воды толщиной в одну молекулу (внутри наноканала) обладает удивительно богатым и весьма разнообразным фазовым поведением, которое очень чувствительно к температуре и давлению, действующему внутри самого канала. А самое интересное в том, что это удивительное своеволие, включает «гексатическую» и «суперионную» фазы.
В гексатической она действует не как твёрдое тело и не как жидкость, а как нечто среднее – своего рода переходное звено, которое, меж тем, не является ни тем, ни другим. Что же касается суперионной фазы, которая возникает при более высоких давлениях, то в ней вода становится очень проводящей, быстро продвигая протоны сквозь лёд, что напоминает поток электронов в проводнике.
Понимание поведения воды в наномасштабах имеет решающее значение для многих новых технологий. Например, успех лечения пациента может зависеть от того, как будет реагировать вода, попавшая в небольшие полости в теле. От прогнозирования поведения замкнутой воды зависят также разработки новых технологий по опреснению воды и транспортировки жидкостей без трения. К тому же суперионная фаза может быть важна для будущих электролитов и аккумуляторных материалов, поскольку её электропроводность в 100 и даже 1000 раз выше, чем у современных образцов.
«Для всех этих областей понимание поведения воды является основополагающим вопросом», – говорит доктор Венкат Капил из Кембриджского химического факультета имени Юсуфа Хамида, первый автор статьи об исследовании.
Вот и скажи после такого, что это «просто вода».
По материалам АРМК.