В последние годы учёные сделали удивительное открытие о воде — повседневном, но загадочном веществе, которое, как оказалось, может существовать в уникальной фазе, сочетающей свойства твёрдого тела и жидкости. Вода, помещённая в наноразмерные поры, демонстрирует удивительное поведение, при котором молекулы остаются зафиксированными, но продолжают вращаться, словно в жидкости.
Секреты воды в микроразмерах
Научные исследования в области воды не прекращаются, несмотря на её привычность для человека. Удивительно, но в ограниченных пространствах, таких как белковые структуры или специализированные материалы, вода ведёт себя совершенно иначе, чем в привычном состоянии. Это поведение влияло на важные биологические процессы, включая клеточную активность и функции нанофлюидных систем.
Открытие состояния предплавления
Недавно исследователи из Токийского университета, под руководством профессора Макото Тадокоро, продолжили изучение воды, что привело к обнаружению так называемого "состояния предплавления". Это состояние стало возможным благодаря высокоточной спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР), позволяющей изучать молекулы на атомном уровне, что ранее было затруднительно из-за быстроты движений молекул водорода.
В ходе экспериментов исследователи создали специальные кристаллы с крошечными каналами, заполнёнными тяжёлой водой, а затем наблюдали за её структурой и поведением при различных температурах. Интригующие результаты выяснили, что внутри этих нанопор вода образует слои с уникальными свойствами, отличными от привычного льда.
Замороженные молекулы: уникальное сочетание
В ходе исследования учёные разогревали образец от замороженного состояния до жидкого. Это позволяло отслеживать переход и подтвердить присутствие двух, казалось бы, противоречивых состояний. Научная группа выявила, что, в то время как молекулы воды зафиксированы в структуре, характерной для твёрдого тела, они одновременно вращаются, как в жидкости.
Эти результаты предоставляют важную информацию о странной структуре и динамике воды в ограниченном пространстве, что может оказать влияние на будущие благоприятные технологии, такие как сохранение газов или создание новых водорастворимых материалов. Открытие также подчеркивает, как это простое вещество продолжает удивлять учёных своими тайнами и возможностями.
