Categories: Наука

Ученые обнаружили новую фазу воды

На вопрос «сколько у вещества агрегатных состояний?» среднестатистический обыватель, как правило, отвечает – три.

Действительно, все очень просто. Вещества нам известны в твердом, жидком и газообразном видах. В отношении воды это, соответственно, лед, вода и пар.

На самом деле вопрос, конечно, с подвохом. Кто-то может вспомнить еще плазму или нейтрониум. Этот термин обозначает особое вещество, состоящее преимущественно или полностью из нейтронов. Часто встречается в научно-фантастической литературе и кино.

Между тем наука сегодня точно знает о пятнадцати агрегатных состояниях: твердое, аморфное твердое, жидкое, газообразное, плазма, сверхтекучее, сверхтвердое, вырожденное вещество, нейтрониум, сильно симметричное вещество, слабо симметричное вещество, кварк-глюонная плазма, фермионный концентрат, конденсат Бозе-Эйнштейна и странное вещество.

Эффект тонкой воды

Самое интересное, что благодаря развитию цифровых технологий список агрегатных состояний вещества продолжает расти чуть ли не с каждым днем. Особенно любопытно вещества ведут себя, когда их толщина уменьшается до одного-двух атомов.

Ученые из Университета Кембриджа обнаружили, что двухмерный слой воды проявляет свойства не твердого и не жидкого тела, а также становится проводящим при высоком давлении.

Молекулы воды, расположенные между двух мембран или в нанополостях явление довольно распространенное. Оно встречается в живых организмах или в геологических формациях. Но ведет себя такая вода совсем не так, как та, что течет из крана.

До сих пор трудности изучения фаз воды в наномасштабе мешали полноценному пониманию ее свойств. Однако в Кембридже применили передовые компьютерные технологии и смогли с беспрецедентной точностью предсказать диаграмму фазового равновесия слоя толщиной в одну молекулу.

Ученые обнаружили, что молекулы воды, вынужденные сохранять такую толщину, проходят через несколько фаз, включая «гексатическую» и «суперионную». В гексатической фазе вода ведет себя как нечто среднее между жидким и твердым телом. В суперионной фазе, которая возникает при высоком давлении, она способна проводить протоны сквозь лед примерно так же, как в проводнике движется ток электронов.

Где можно применить новое знание?

Первое, что приходит на ум – это простое наблюдение за необычными свойствами обычных веществ. Например, наиболее забавным агрегатным состоянием веществ является бозе-эйнштейновский конденсат или «бэк». Если поместить «бэк» в лабораторный стакан и обеспечить необходимый температурный режим, вещество начнет ползти вверх по стенке и само по себе выберется наружу.

Впрочем, понимание поведения воды в наномасштабе имеет гораздо большее значение для современной науки и жизнедеятельности человека. Поскольку новый подход позволяет исследовать однослойную воду с недостижимой ранее точностью, актуальные знания будут востребованы в области медицины и автомобилестроения. Успех многих видов терапии зависит от реакции воды, находящейся в крошечных полостях организма. Развитие качественных электролитов для аккумуляторов, систем опреснения и транспорта тоже связано с физикой воды.

Ярослав Литвинов

Recent Posts

В Казахстане изъята крупнейшая в истории страны партия кокаина

Комитет национальной безопасности провёл масштабную спецоперацию, в результате которой был ликвидирован международный канал контрабанды наркотиков,…

1 день ago

Токаев провел встречу с председателем парламента Монголии

Глава государства провел встречу с Председателем Великого Государственного Хурала Монголии Дашзэгвийном Амарбаясгаланом, сообщает пресс-служба Акорды.…

1 день ago

Глава государства поздравил работников нефтегазовой отрасли

На торжественной церемонии в Акорде Касым-Жомарт Токаев подчеркнул особую роль нефтегазового комплекса в национальной экономике…

1 день ago

Нацбанк Казахстана назвал сроки вывода из обращения старых банкнот

В Казахстане продолжается поэтапная замена старых банкнот на купюры нового дизайна. Национальный банк Республики Казахстан…

2 дня ago

Отборочный турнир Чемпионата мира — 2026. Казахстан – Уэльс (видео)

В Астане состоялся матч отборочного турнира чемпионата мира-2026 по футболу между сборными Казахстана и Уэльса.…

2 дня ago

Xiaomi запускает Redmi 15C: Элегантный дизайн. Полное визуальное погружение. Энергия на весь день

Компания Xiaomi представила в Казахстане Redmi 15C — устройство, сочетающее тонкий, изящный дизайн и большой…

2 дня ago