Khám phá mới về chuyển động của phân tử nước
Một nghiên cứu mới đây cho thấy chuyển động của các phân tử nước, hứa hẹn sẽ mang đến nhiều cải tiến cho các thiết bị điện tử trong tương lai.
Một cách tiếp cận mới để nghiên cứu độ nhớt của nước đã cho thấy những hiểu biết mới về hành vi của các phân tử nước và có thể mở ra con đường cho các thiết bị điện tử có sử dụng chất lỏng.
Độ nhớt của một chất lưu là thông số đại diện cho ma sát trong của dòng chảy. Khi các dòng chất lưu sát kề có tốc độ chuyển động khác nhau, ngoài sự va đập giữa các phần tử vật chất còn có sự trao đổi xung lượng giữa chúng. Những phần tử trong dòng chảy có tốc độ cao sẽ làm tăng động năng của dòng có tốc độ chậm và ngược lại phần tử vật chất từ các dòng chảy chậm sẽ làm kìm hãm chuyển động của dòng chảy nhanh. Kết quả là giữa các lớp này xuất hiện một ứng suất tiếp tuyến gây nên ma sát (lực ma sát trong) – theo Wikipedia.
Sự năng động của sự liên kết oxy với oxy giữa các phân tử nước không ngẫu nhiên nhưng có sự phối hợp cao.
Theo Phys, Một nhóm các nhà nghiên cứu do Phòng thí nghiệm năng lượng quốc gia Oak Ridge sử dụng một kỹ thuật tán xạ tia X có độ phân giải cao để đo liên kết chặt chẽ liên quan đến một nguyên tử hydro nằm kẹp giữa hai nguyên tử oxy. Liên kết hydro này là một hiện tượng cơ lượng tử chịu trách nhiệm về các tính chất khác nhau của nước, kể cả độ nhớt – nó xác định khả năng chịu nước của chất lỏng hoặc thay đổi hình dạng.
Nước là chất dồi dào nhất trên thế giới nhưng hoạt động của nó ở cấp độ phân tử vẫn chưa được hiểu rõ.
Takeshi Egami, nhà khoa học nổi tiếng thuộc trường Đại học Tennessee-ORNL, cho biết: "Chúng ta cần hiểu rõ hơn về nước để mở ra tiềm năng to lớn của nó, đặc biệt trong công nghệ thông tin và năng lượng".
Công trình của nhóm nghiên cứu được công bố trong tạp chí Science Advances, đã chứng minh rằng có thể thăm dò được sự năng động của nước và các chất lỏng khác trong thời gian thực. Các nghiên cứu trước đây đã cung cấp những bức ảnh chụp cấu trúc nguyên tử của nước, nhưng ít ai biết được các phân tử nước di chuyển như thế nào.
Egami nói: "Liên kết hydro có tác động mạnh đến tương quan năng động giữa các phân tử khi chúng di chuyển qua không gian và thời gian. Nhưng cho đến nay, dữ liệu chủ yếu là quang phổ laze quang học, mang lại kết quả rộng hoặc" mơ hồ "với độ chi tiết thấp".
Để có một bức tranh rõ nét hơn, nhóm ORNL-UT đã sử dụng một kỹ thuật X-ray tiên tiến được gọi là tán xạ tia X không đàn hồi để xác định chuyển động phân tử. Họ phát hiện ra rằng sự năng động của sự liên kết oxy với oxy giữa các phân tử nước không ngẫu nhiên nhưng có sự phối hợp cao. Khi mối liên kết giữa các phân tử nước bị gián đoạn, các liên kết hydro mạnh sẽ duy trì một môi trường ổn định trong một khoảng thời gian nhất định.
Egami cho biết: "Chúng tôi thấy rằng khoảng thời gian cần thiết cho một phân tử để thay đổi phân tử hàng xóm của nó sẽ xác định độ nhớt của nước". Khám phá mới này sẽ kích thích các nghiên cứu tiếp theo về kiểm soát độ nhớt của các chất lỏng khác.
Egami xem công việc hiện tại như là một bàn đạp để nghiên cứu sâu hơn nhằm thúc đẩy các kỹ thuật tán xạ neutron. Cách tiếp cận của các nhà nghiên cứu cũng có thể được sử dụng để mô tả hành vi phân tử và độ nhớt của chất lỏng ionic, muối và các chất lỏng khác, giúp phát triển các loại thiết bị bán dẫn mới với lớp cách điện chất lỏng, pin tốt hơn và chất bôi trơn được cải thiện.
- Kali xyanua là gì? (Thứ Ba, 09:28:09 16/06/2020)
- Phương pháp hóa học biến kính thành gương trong hai phút (Thứ năm, 19:20:06 16/08/2018)
- Tái hiện những phản ứng hóa học trong sách qua chùm ảnh động... (Thứ Ba, 10:29:08 14/08/2018)
- Thioacetone: Mùi kinh tởm nhất thế giới khiến cả thành phố... (Thứ Hai, 12:15:03 13/08/2018)
- Lý giải cơ chế hóa học giúp thép không gỉ có thể “chống... (Thứ Hai, 09:57:02 13/08/2018)
- 4 nguyên tố mới trong bảng tuần hoàn được các nhà khoa học... (Thứ bảy, 21:39:03 11/08/2018)
- Bảng tuần hoàn Mendeleev thêm nguyên tố mới 117 (Thứ bảy, 21:35:07 11/08/2018)
- Thêm nguyên tố 'siêu nặng' trong bảng tuần hoàn Mendeleev (Thứ bảy, 21:29:02 11/08/2018)
- Nguyên liệu chế tạo mực xanh của người Ai Cập cổ đại (Thứ tư, 17:58:06 08/08/2018)
- Có một yếu tố hóa học được ứng dụng trong hàng thập kỷ... (Thứ Ba, 09:22:04 07/08/2018)
- Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn ngưng gội đầu trong vòng một năm?
- 7 thảm họa thiên nhiên có thể sắp xảy ra
- Sự thật về chế độ máy bay và 20 bí mật về điện thoại của bạn
- 7 bí ẩn trên Trái đất đã khiến khoa học đau đầu cả nghìn năm qua mà vẫn chưa có lời giải
- Các nhà thiên văn học bó tay trước sự tồn tại của hành tinh này
-
Cơ hội hiếm hoi quan sát hành tinh màu xanh da trời vài ngày tới
Thứ tư, 20:00:03 20/01/2021
-
EU cho hay: "Sâu bột an toàn, người có thể ăn được"
Thứ Ba, 23:30:03 19/10/2021
-
Hệ sao kỳ quái chưa từng thấy cách Trái đất 1.800 năm ánh sáng
Thứ Ba, 22:50:08 19/01/2021
-
Loài người có thể đơn độc trong vũ trụ
Thứ Ba, 22:35:08 19/01/2021
-
Chuyện về con nhện đi săn nhện: Thạo binh pháp như "Gia Cát Lượng", đầy mưu hèn kế bẩn để săn mồi bằng mọi giá
Thứ Ba, 21:27:03 19/01/2021
-
Bức thư tiết lộ những năm cuối đời đầy đau đớn của Napoléon
Thứ năm, 21:35:08 14/01/2021
-
Tàu chở hàng SpaceX lần đầu tự động tách khỏi trạm ISS
Thứ năm, 21:16:09 14/01/2021
-
Phát hiện chuẩn tinh cách Trái đất hơn 13 tỷ năm ánh sáng
Thứ năm, 20:45:02 14/01/2021