کشف علت رفتار متفاوت آب

رفتار آب نسبت به سایر مایعات بسیار متفاوت است و دانشمندان تاکنون نتوانسته اند علت دقیق این مسأله را کشف کنند. یکی از جنبه های عجیب آب، چگالی غیرمعمول آن است. چگالی (density) نشانگر این است که جرم ماده تا چه حد متراکم شده است.

آب در دمای 4 درجه سانتیگراد، به حداکثر چگالی خود می رسد. زمانی که آب در دمای 0 درجه سانتیگراد یخ می زند، چگالی یخ کمتر از آب است و این مسأله، دلیل شناور ماندن تکه های یخ روی آب است.

همچنین، کشش سطحی (surface tension) آب بسیار بالا است. پیوستگی پیوندهای هیدروژنی باعث فشردگی مولکول های سطح آب می شود؛ این مسأله باعث می شود که حشرات سبک وزن به راحتی روی آب قرار بگیرند.

دانشمندان معتقدند که برای رمزگشایی از این خواص عجیب، آب باید در سطح مولکولی مورد بررسی قرار بگیرد. در دمای اتاق و به شکل یخ، آب دارای آرایش مولکولی چهار وجهی tetrahedral arrangement)) است؛ به این معنی که هر مولکول آب به چهار مولکول دیگر به شکل یک هرم متصل هستند.

محققان دانشگاه بریستول (انگلیس) و دانشگاه توکیو (ژاپن) در مطالعه اخیر خود، از یک ابر رایانه و مدلسازی رایانه ای برای ایجاد تغییر در ماهیت هرم مانند مولکول های آب استفاده کردند. با ایجاد این تغییرات، محققان توانستند کاری کنند که آب مانند سایر مایعات رفتار کند.

جان روسو (John Russo) نویسنده ارشد این مطالعه تأکید کرد: با استفاده از این روش متوجه شدیم که عامل رفتار غیرمعمول آب، وجود یک آرایش خاص مولکولی، مانند آرایش چهار وجهی است.

روسو افزود: حضور این آرایش بسیار مرتب مولکول های آب در کنار سایر آرایش های نامنظم، عامل ایجاد خواص عجیب و غریب آب (نسبت به سایر مایعات) است.

نتایج این مطالعه در PNAS منتشر شد.

 

مترجم: معصومه سوهانی

منبع: sciencealert

No tags for this post.