به گزارش ایسنا و به نقل از آی ای، پژوهشگران دانشگاه بیرمنگام انگلیس و دانشگاه" ساپینزا"( Sapienza) ایتالیا متوجه شدند که آب میتواند از یک شکل مایع به مایعی متراکم تر تبدیل شود.
این نوع" انتقال فاز" در آب برای نخستین بار ۳۰ سال پیش در سال ۱۹۹۲ توسط محققان دانشگاه بوستون مطرح شد. با این حال، وجود این انتقال، به علت تمایل آب به تبدیل شدن به یخ در دمای پایین، همیشه چالش برانگیز بوده است. بدین ترتیب این یافته های جدید، جهشی قابل توجه به سوی تائید فرضیه انتقال فاز مایع به مایع در آب است.
پژوهشگران از شبیه سازی های رایانه ای استفاده کردند تا مشخص کنند دقیقا چه ویژگی هایی این دو مایع را در سطح میکروسکوپی متمایز می کند. آنها کشف کردند که مولکول های آب در مایعِ با چگالیِ بالا خود را به ترتیبی سازماندهی می کنند که مانند یک گره سه حلقه ای یا یک پیوند دو حلقه ای میتواند از نظر توپولوژیکی پیچیده در نظر گرفته شود. بدین ترتیب استدلال می شود که ملکول های مایع با چگالی بالا در هم پیچیده هستند و برعکس، مولکول های موجود در مایع با چگالی کم عمدتاً حلقه های ساده ای تشکیل می دهند. بدین ترتیب مولکول های مایع با چگالی کم، گره خورده نیستند.
حمایت از یک مسئله تحقیقاتی ۳۰ ساله
" آندریاس نئوفیتو" دانشجوی دکترا در دانشگاه بیرمنگام گفت:این بینش به ما یک برداشت کاملاً تازه از آنچه که اکنون یک مسئله تحقیقاتی ۳۰ ساله است، ارائه نموده است و امیدواریم که این فقط آغاز ماجرا باشد.
پژوهشگران در شبیه سازی خود ابتدا از یک مدل کلوئیدی آب و به دنبال آن دو مدل مولکولی آب استفاده کردند. این ذرات که کلوئید نامیده میشوند ، میتوانند هزار بار بزرگ تر از یک مولکول آب باشند. کلوئیدها برای مطالعه و توضیح رویدادهای فیزیکی به علت اندازه نسبتا بزرگ تر و حرکات آهسته ترشان که در مقیاس های طول اتمی و مولکولی بسیار کوچک تر نیز اتفاق می افتد، استفاده می شوند.
دکتر" دوایپایان چاکرابارتی" نویسنده ارشد این مطالعه می گوید:این مدل کلوئیدی آب یک ذره بین روی آب مولکولی به ما ارائه می کند و ما را قادر می سازد اسرار آب را در خصوص داستان انتقال فاز آن کشف کنیم.
این تیم پیش بینی می کند که مدلی که ایجاد کرده است ، دریچه ای را رو به تحقیقات جدید باز کند که از این نظریه حمایت می کند و تعریف" مایعات درهم" را به مایعات دیگری مانند سیلیکون گسترش دهد.
" فرانچسکو اسکیورتینو" از محققان این مطالعه و استاد دانشگاه" ساپینزا" می گوید:ما در این کار برای نخستین بار ، نمایی از انتقال فاز مایع- مایع را طبق ایده های درهم تنیدگی شبکه پیشنهاد می کنیم. من مطمئن هستم که این کار الهام بخش مدل سازی نظری جدید بر اساس مفاهیم توپولوژیکی خواهد بود.
نتایج این مطالعه در مجله Nature Physics منتشر شده است.
- 16
- 1
