علوم پایه

دانشمندان شکلی جدید از یخ با کمترین چگالی را یافتند

frozen-water_1024
نوشته شده توسط سید محمد حسین خلیلی

دانشمندان ساختار مولکولی نوعی یخ را محاسبه کردند که می‌تواند کمترین چگالی را داشته باشد. اگر این ساختار قابل سنتز باشد، هجدهمین ساختار کریستالی آب است که شناخته‌شده است.
زیائو چنگ شیمی‌دان دانشگاه لینکلن نبراسکا، می‌گوید: «ما محاسبات بسیاری را با تمرکز بر این موضوع انجام دادیم، شاید این کم چگالی‌ترین یخ نباشد؛ اما کم‌چگالی ترین ساختار کشف‌شده است.»
برای انجام این کار محققان از یک الگوریتم محاسبات کامپیوتری و شبیه‌سازی مولکولی برای پیش‌بینی فرم جدید از آب یخ‌زده استفاده کردند. اگر این فرم جدید سنتز شود، ۲۵ درصد کم ‌تراکم‌تر از کم چگال ترین یخ موجود است که در سال ۲۰۱۴ محققان اروپایی به آن دست پیدا کردند.
شبیه‌سازی به دانشمندان در تعیین محدوده فشار و درجه حرارت مورد نیاز برای تشکیل یخ با ساختار پیش‌بینی‌شده؛ کمک کرده است. این ساختار یک نوع clathrate است. در این نوع ساختارها یک سری مولکول (در اینجا مولکول‌های آب) یک قفس می‌سازند. تابه‌حال تصور بر این بود که این ساختارهای clathrate، بدون ذره مهمان (ذره‌ای که در ساختار آن به دام افتاده است) نمی‌توانند تمامیت خود را حفظ کنند؛ اما دانشمندان در حال حاضر با محاسبات نشان دادند این قفس‌ها را می‌توان در کنار یکدیگر نگهداشت.
این‌ها به این معنی نیست که سنتز این یخ جدید، ساده خواهد بود. با تو جه به محاسباتی که محققان انجام داده‌اند. این یخ تنها در حالتی شکل می‌گیرد که در یک فضا محصور تحت‌فشار بسیار زیاد قرار داشته باشد. در دمای ۲۳.۳- سانتی گراد، مقدار فشار لازم برای تولید یخ موردنظر بیشتر از فشاری است که در عمیق‌ترین نقاط اقیانوس آرام احساس می‌شود. دماهای پایین‌تر مستلزم ایجاد فشار بیشتر است، در دمای ۲۷۳.۳ درجه زیر صفر، فشار لازم معادل فشاری است که در زیر ۳۰۰ جامبو جت به شما وارد می‌شود.
یخ و آب همیشه مورد توجه بوده‌اند. اگر یخ در حال معمول چگالی بیش از آب داشت، شاید حیاط به صورتی که در حال حاضر وجود دارد نمی‌بود.

درباره نویسنده

سید محمد حسین خلیلی

دیدگاه شما چیست