0 độ C, nước sẽ đóng băng nhưng các nhà nghiên cứu tại Thuỵ Sĩ lại có thể làm lạnh nước đến mức nhiệt độ - 263 độ C nhưng vẫn giữ được trạng thái lỏng.
Nước chuyển thành băng khi nó được làm lạnh đến 0 độ C, lúc này các phân tử trên bề mặt nước bắt đầu kết tinh và hiện tượng này lan ra với các phân tử gần đó, sau cùng là toàn khối nước bị đông cứng lại. Ở dạng băng, các phân tử nước được sắp xếp thành một cấu trúc lưới 3D, rất khác biệt so với trạng thái hỗn loạn của các phân tử nước thông thường khi ở dạng lỏng. Đây là một đặc tính khiến nước có thể chảy tự do.
Vậy sẽ như thế nào nếu nước được làm lạnh ở mức nhiệt độ dưới đóng băng mà không hình thành các tinh thể băng? Các nhà vật lý và hoá học tại ETH Zurich và đại học Zurich đã tìm ra một phương pháp mới để thực hiện điều này:
Nước chuyển thành băng khi nó được làm lạnh đến 0 độ C, lúc này các phân tử trên bề mặt nước bắt đầu kết tinh và hiện tượng này lan ra với các phân tử gần đó, sau cùng là toàn khối nước bị đông cứng lại. Ở dạng băng, các phân tử nước được sắp xếp thành một cấu trúc lưới 3D, rất khác biệt so với trạng thái hỗn loạn của các phân tử nước thông thường khi ở dạng lỏng. Đây là một đặc tính khiến nước có thể chảy tự do.
Vậy sẽ như thế nào nếu nước được làm lạnh ở mức nhiệt độ dưới đóng băng mà không hình thành các tinh thể băng? Các nhà vật lý và hoá học tại ETH Zurich và đại học Zurich đã tìm ra một phương pháp mới để thực hiện điều này:
Nước (màu xanh) nằm trong các kênh vi dẫn siêu nhỏ không thể kết tinh.
Giáo sư Raffaele Mezzenga đến từ phòng thí nghiệm thực phẩm và vật liệu mềm tại ETH Zurich cho biết: "Chìa khoá nằm ở tỉ lệ chất béo và nước." Tỉ lệ nước trong hỗn hợp sẽ quyết định mức nhiệt độ mà ở đó hình dạng hình học của lipidic mesophase thay đổi. Chẳng hạn như hỗn hợp chứa 12% nước (tính trên thể tích) thì cấu trúc mesophase sẽ thay đổi ở mức nhiệt độ - 15 độ C từ dạng mê cung hình khối sang dạng lamellar.
Nghiên cứu trên sẽ mở ra nhiều khả năng để tìm hiểu về cấu trúc và chức năng của các phân tử tự nhiên. Thêm vào đó nghiên cứu cũng có thể được ứng dụng trong các hoàn cảnh thực tế, chẳng hạn như ngăn nước đóng băng trên đường băng tại sân bay - một yếu tố gây ảnh hưởng đến an toàn hàng không.
Giáo sư Raffaele Mezzenga (phải).
Đây không phải là lần đầu tiên người ta có thể giữ nước ở trạng thái lỏng ở các mức nhiệt độ âm. Năm ngoái, các nhà khoa học tại Bệnh viện Massachusett đã nghĩ ra một kỹ thuật làm lạnh mới giúp đóng kín bề mặt nước bằng một loại dầu gốc hydrocarbon. Lớp seal này khiến nước không thể tiếp xúc với không khí, từ đó không thể kết tinh và họ đã có thể lưu trữ một mẫu nước lỏng ở nhiệt độ - 20 độ C.
Quảng cáo
Nguồn: ETH Zurich