A ciência sabe muito sobre o comportamento da água comum: ela se expande quando congela, tem um alto ponto de ebulição. Mas quando a espessura da água é reduzida a uma ou duas moléculas, nuances inesperadas começam a aparecer. Cientistas da Universidade de Cambridge descobriram que uma camada bidimensional de água exibe as propriedades de um corpo não sólido e não líquido, e também se torna condutora em alta pressão.
Moléculas de água localizadas entre duas membranas ou em nanocavidades são um fenômeno comum. É encontrado em organismos vivos ou em formações geológicas. Mas essa água não se comporta como a que flui da torneira.
Até agora, as dificuldades de estudar as fases da água em nanoescala impediram um entendimento completo de suas propriedades. No entanto, uma equipe de cientistas de Cambridge aplicou tecnologia computacional avançada e conseguiu prever o diagrama de fases de uma camada com a espessura de uma molécula com precisão sem precedentes.
Os cientistas descobriram que as moléculas de água forçadas a manter essa espessura passam por várias fases, incluindo fases "hexáticas" e "superiônicas". Na água hexática se comporta como um cruzamento entre um líquido e um sólido. Na fase superiônica, que ocorre em alta pressão, a água começa a conduzir prótons através do gelo da mesma forma que os elétrons fluem em um condutor.
Compreender o comportamento da água em nanoescala é de grande importância para muitas novas tecnologias. O sucesso de muitas terapias depende da resposta da água nas pequenas cavidades do corpo. O desenvolvimento de eletrólitos de alta qualidade para baterias, dessalinização e sistemas de transporte também está relacionado à física da água. A nova abordagem torna possível estudar a água de camada única com precisão anteriormente inatingível.
No ano passado, os físicos provaram experimentalmente o que foi previsto há 20 anos em teoria. Acontece que os elétrons podem se formar em supercondutores não apenas pares, mas também quádruplos.
2022-09-16 17:33:57
Autor: Vitalii Babkin