Uhlíkové nanotrubice zmrazia vodu aj pri teplotách nad bodom varu
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 30. 11. 2016
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Isto si pamätáte, ako nás na škole učili, že voda mrzne pri teplote 0 ° C a varí sa pri teplote 100 ° C. Za normálnych okolností je to stále pravda, no vedci z MIT zistili, že pri umiestnení vody do naozaj malých uhlíkových trubičiek sa dokáže zmraziť na pevný ľad aj pri teplotách vyšších, ako je zvyčajný bod varu. Toto zistenie by mohlo nájsť uplatnenie pri vytváraní protónových rozvodov v „ľadových kábloch“.
Samotná teplota nie je jediným faktorom pre zmenu medzi pevným, kvapalným a plynným skupenstvom vody. Dôležitú úlohu zohráva aj tlak. Pri vysokom tlaku sa voda účinne varí, zatiaľ čo sa ochladzuje jeho znižovaním. Voda je známa tým, že sa občas správa nevyspytateľne, dôkazom je aj tohtoročný objav zvláštneho štvrtého skupenstva, ktorý sa podaril vedcom z Oak Ridge National Lab.
„Ak obmedzíte tekutinu a vložíte ju do nanodutiny, narušíte jej fázové správanie,“ hovorí Michael Strano, vedúci autor štúdie, MIT. „Tento efekt je oveľa väčší, ako ktokoľvek očakával.“
Výskumníci predpokladali, uvidia zmeny v teplote, pri ktorej sa voda varí a mrazí, ale zostali prekvapení výsledkami. Tieto zmeny boli oveľa výraznejšie aj v opačnom smere – bod mrazu sa zvyšoval namiesto toho, aby sa znížil. Počas jedného testu voda stuhla v nanotrubičke pri teplote medzi 105 ° C a 151 ° C.
Vedci zistili, že so zmenou priemeru nanotrubičku len o 0,01 nanometra by mohli zmeniť bod mrazu vody o desiatky stupňov. Pre štúdium tohto javu tím umiestnil na oboch koncoch uhlíkových nanotrubíc vodné nádržky. Konce boli otvorené, no ako sa voda dostala do vnútra je pre vedcov tak trocha záhadou, vzhľadom na to, že nanotrubice vo všeobecnosti odpudzujú vodu.
Pomocou vibračnej spektroskopie vedci mohli sledovať nielen pohyb vody vo vnútri nanotrubičky, ale aj to, či je v pevnom, kvapalnom alebo plynnom skupenstve. Hoci sa voda spevnila, nemusí to nutne znamenať, že ide o ľad, pretože tím doteraz nebol schopný potvrdiť, že obsahuje zvyčajnú kryštalickú štruktúru ľadu.
Vzhľadom k tomu, že sa z vody stáva pevná látka, ktorá zostáva stabilná aj pri izbovej teplote, vedci naznačujú, že by tento spôsob mohol byť využiteľný pre druh „ľadového kábla“, ktorý by dokázal viesť protóny 10 krát lepšie, ako súčasné materiály.
