ในการทดลองครั้งแรก นักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐอเมริกาได้ศึกษาไดนามิกของน้ำในสถานะของเหลวที่อุณหภูมิต่ำกว่า 230 เคในเมืองริชแลนด์ รัฐวอชิงตัน ใช้พัลส์เลเซอร์ที่เร็วมากเพื่อ “หยุดและเริ่มต้น” วิวัฒนาการของ น้ำที่เย็นยิ่งยวดในนาโนวินาทีก่อนที่น้ำจะจับตัวเป็นน้ำแข็ง ทำการวัดในบริเวณอุณหภูมิที่การทดลองก่อนหน้านี้ไม่สามารถเข้าถึงได้ กระดาษที่อธิบายผลลัพธ์ของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์
ในรายงาน
การประชุมและแนะนำว่าคุณสมบัติที่ผิดปกติของน้ำอาจมีสาเหตุมาจากการแลกเปลี่ยนโมเลกุลระหว่างสองเฟสของของเหลวที่อยู่ร่วมกัน น้ำมีคุณสมบัติที่ผิดปกติกว่า 60 ประการที่แตกต่างจากของเหลวอื่นๆ รวมถึงความจุความร้อนสูงและความหนาแน่นที่ลดลงเมื่อแข็งตัว มีหลักฐานว่าความผิดปกติเหล่านี้
เกิดขึ้นในบริเวณที่มีการระบายความร้อนด้วยความร้อนสูง แต่ถึงแม้จะมีการวิจัยมาหลายทศวรรษ แต่ก็ยังไม่สามารถพิสูจน์ได้ การทดลองเกี่ยวกับน้ำที่เย็นยิ่งยวดแทบจะเป็นไปไม่ได้ในพื้นที่ระหว่าง 160 ถึง 230 K ซึ่งนักวิจัยด้านน้ำเรียกว่า “ดินแดนที่ไม่มีมนุษย์” ซึ่งน้ำจะตกผลึกเกือบจะในทันที
เชื่อมช่องว่างระหว่างทฤษฎีและการทดลอง ศึกษาเกี่ยวกับน้ำที่เย็นจัดมากว่าสองทศวรรษ เมื่อปีที่แล้วกลุ่มของแสดงให้เห็นโดยใช้เทคนิคการให้ความร้อนด้วยแสงเลเซอร์ที่เร็วเป็นพิเศษ ว่าน้ำในบริเวณ 160–230 K จะสร้างของเหลวที่สมดุลก่อนที่จะตกผลึก และของเหลวนี้เป็นส่วนผสมของโครงสร้าง
สองโครงสร้าง ตัวหนึ่งมีความหนาแน่นสูงและอีกตัวหนึ่งมีความหนาแน่นต่ำ นักทฤษฎีคาดการณ์ระยะทั้งสองนี้มานานแล้ว แต่ตามที่ Kringle อธิบาย: “มีความเห็นเป็นเอกฉันท์เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ว่าความผิดปกติของน้ำที่สามารถสังเกตได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 0 °C แต่จะเด่นชัดขึ้นเมื่อการทำความเย็นยิ่งยวดนั้น
เกี่ยวข้องกับการมีอยู่ของโครงสร้างทั้งสองนี้ แต่ดังนั้น ไม่ค่อยมีใครรู้จักในการทดลอง” เทคนิคการให้ความร้อนด้วยเลเซอร์นั้นเร็วพอที่จะแก้ไขไดนามิกได้เช่นเดียวกับโครงสร้าง เมื่อโมเลกุลของน้ำที่เย็นยิ่งยวดเคลื่อนที่ผ่านของเหลว มันจะสลับไปมาระหว่างลวดลายที่มีความหนาแน่นสูง
และความ
หนาแน่นต่ำ และนักวิจัยต้องการทราบว่าสิ่งนี้จะส่งผลต่อการคลายตัวของของเหลวอย่างไร เข้าสู่บริเวณที่มีอุณหภูมิลึกลับนี้จากด้านล่าง โดยให้ความร้อนแก่น้ำแข็งอสัณฐาน (ไม่เป็นผลึก) ที่ 70 K ด้วยเลเซอร์พัลส์ในอัตราหลายพันล้านองศาต่อวินาที เลเซอร์ละลายน้ำ แต่ความร้อนก็หายไปหลังจากผ่านไป
ไม่กี่นาโนวินาที ทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วจนโครงสร้างของเหลวถูก “ขัง” เศษส่วนของน้ำความหนาแน่นต่ำและความหนาแน่นสูงที่มีอยู่หลังจากการพัลส์เลเซอร์แต่ละครั้งถูกวัดด้วยอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี ซึ่งสร้างชุดของ “สแน็ปช็อต” ของของเหลวเมื่อถึงจุดสมดุล ความหนาแน่นต่างกัน พลวัตต่างกัน
เช่นเดียวกับของเหลวที่เป็นของเหลว น้ำแข็งอสัณฐานสามารถมีความหนาแน่นสูงหรือต่ำได้ นักวิจัยพบว่าน้ำที่เย็นจัดจะคลายตัวเข้าสู่สมดุลได้ช้ากว่าหากเริ่มเป็นน้ำแข็งที่มีความหนาแน่นต่ำ แม้ว่าโครงสร้างขั้นสุดท้ายจะคล้ายกันก็ตาม สำหรับน้ำแข็งที่มีความหนาแน่นสูงและต่ำ พวกเขายังพบบริเวณ
การที่โมเลกุลของน้ำจะสลับระหว่างโครงสร้างต่างๆ ไปสู่สมดุลได้หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับว่าโมเลกุลของน้ำสามารถเคลื่อนผ่านแนวพลังงานศักย์ได้ง่ายเพียงใด นักวิจัยได้พัฒนารูปแบบการแลกเปลี่ยนระหว่างหลุมที่มีศักยภาพโดยนำเศษส่วนของน้ำที่มีความหนาแน่นสูงและต่ำในแต่ละขั้นตอนของการทดลอง
และคำนวณอัตราการเปลี่ยนที่จะทำให้ระบบอยู่ในสภาวะสมดุลทางเคมี พวกเขาพบว่าโมเดลนี้เข้ากับข้อมูลการทดลองได้ดีอย่างน่าประหลาดใจ การสร้างเอกซ์โปเนนเชียลที่ยืดออกและทำนายว่าจำนวนต่ำสุดที่ลึกลงไปทำให้น้ำที่มีความหนาแน่นต่ำวิวัฒนาการทางโครงสร้างได้ยากขึ้น
มุมมอง
ใหม่เกี่ยวกับน้ำซุปเปอร์คูล เพื่อให้ข้อสรุปถูกต้อง นักวิจัยจำเป็นต้องแสดงให้เห็นว่าภูมิทัศน์พลังงานที่มีศักยภาพของน้ำแข็งอสัณฐานนั้นเทียบเท่ากับของที่เป็นของเหลว งานวิจัยใหม่เกี่ยวกับน้ำที่เย็นยิ่งยวดมักเป็นที่ถกเถียงกันอยู่เสมอ แต่อธิบายถึงความประหลาดใจของเธอที่แบบจำลองภูมิทัศน์
พลังงานที่มีศักยภาพเหมาะสมกับข้อมูลของพวกเขาได้ดีเพียงใด โดยกล่าวว่า “แม้ว่าจะไม่สมบูรณ์แบบ แต่ก็เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการทำความเข้าใจว่าการเปลี่ยนแปลงระหว่างสองรูปแบบโครงสร้างส่งผลอย่างไร ยืดการผ่อนคลายแบบทวีคูณ” ยากที่จะหาความแน่นอนได้ต่ำกว่า 0 °C แต่งานวิจัยนี้ชี้ให้เห็น
ในญี่ปุ่น ฝรั่งเศส และสหราชอาณาจักร “เป็นวิธีที่ดีในการมีส่วนร่วมกับนักเรียนเมื่อการเดินทางไม่ฟรี”และห่างไกลได้มากกว่า”แต่มีข้อได้เปรียบของรังสีเอกซ์กิโลโวลต์” ความเชื่อมโยงระหว่างการเปลี่ยนแปลงของน้ำกับโครงสร้างที่ผิดปกติที่รูปแบบการคลายตัวเป็นแบบเอกซ์โพเนนเชียล
ไปตามกระแส ในปี 1997 บริษัทเคมีผู้เชี่ยวชาญในเมือง ประเทศฝรั่งเศส ได้เริ่มพิจารณาผลกระทบของการกระจายตัวของหนืดใหม่อีกครั้ง ขณะที่เขากำลังผสมสารละลายโพลิเมอร์เจือจาง เขาสังเกตเห็นบางสิ่งที่น่าสนใจมากห้อยลงมาจากแขนเสื้อของเขา สารละลายโพลิเมอร์หยดหนึ่งได้ก่อตัวเป็นเส้นใยยาว
ก่อนที่จะหยดลงในที่สุด เส้นใยนี้ถือกุญแจ เข้าใจว่าความสามารถในการยืดตัวของของไหลก่อนที่จะตกลงสู่พื้นอาจได้รับอิทธิพลอย่างมากจากผลกระทบของความหนืดแบบไม่เชิงเส้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สารละลายโพลิเมอร์ที่มีน้ำเจือจางสามารถมี “ความหนืดยืดยาว” สูงมาก ความหนืดนี้อธิบาย
ถึงความต้านทานของของไหลต่อการเสียรูป ซึ่งแตกต่างจาก “ความหนืดเฉือน” มาตรฐาน ซึ่งอธิบายถึงการที่โมเลกุลเสียดสีกันเอง ที่น่าสนใจคือ สารละลายโพลิเมอร์ชนิดเดียวกันมีความหนืดเฉือนต่ำมาก เท่ากับน้ำบริสุทธิ์ นอกจากนี้ ในเมืองโลซานน์ ได้พิจารณาอุทกพลศาสตร์โดยละเอียดของหยดน้ำ
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
