خلق نوع جدیدی از یخ

به گزارش شبکه خبری ICTPRESS، یک تیم مشترک از دانشمندان دانشگاه کمبریج و کالج دانشگاهی لندن نوع جدیدی از یخ را کشف کردند که بیش از هر یخی شبیه آب است. بر اساس بیانیه مطبوعاتی محققان، این نوع یخ ممکن است برای درک شناخته شده‌ترین مایعات حیاتی باشد.

بر خلاف یخ کریستالی معمولی، این نوع جدید از یخ بی‌شکل است و در آن مولکول‌ها به هم ریخته هستند.

در این مطالعه محققان این یخ بی‌شکل جدید را در یک آزمایش تولید کردند و یک مدل در مقیاس اتمی در یک شبیه‌سازی کامپیوتری تولید کردند. در آزمایش‌ها، یخ کریستالی با استفاده از فرآیند آسیاب گلوله‌ای در یک شیشه فولادی به ذرات ریز تبدیل شد. اگرچه این روش اغلب برای ایجاد مواد بی‌شکل استفاده می‌شود، اما یخ هرگز در معرض آسیاب گلوله‌ای قرار نگرفته است.

آسیاب گلوله‌ای یا گوی‌آس (Ball mill) گونه‌ای از آسیاب‌های صنعتی است که جهت تولید پودر نرم یا یکنواخت کردن مخلوط به کار می‌رود. در آسیاب گلوله‌ای از گلوله‌های فولادی یا سرامیکی برای خرد و نرم کردن مواد غیرفلزی استفاده می‌کنند.

محققان کشف کردند که آسیاب گلوله‌ای نوعی یخ بی‌شکل با چگالی قابل مقایسه با آب مایع و شرایطی شبیه آب به شکل جامد بر خلاف سایر یخ‌های شناخته شده تولید می‌کند. یخ جدید آن‌ها یخ آمورف با چگالی متوسط (MDA) نامیده می‌شود.

دکتر «مایکل دیویس» یکی از نویسندگان این مطالعه که مدلسازی محاسباتی را انجام داده است، می‌گوید: کشف MDA ما سؤالات زیادی را در مورد ماهیت آب مایع ایجاد می‌کند، بنابراین درک ساختار اتمی دقیق MDA بسیار مهم است. ما شباهت‌های قابل توجهی بین MDA و آب مایع پیدا کردیم.

پیشنهاد شده است که یخ بی‌شکل به عنوان مدلی برای آب مایع عمل کند. یخ‌های آمورف از لحاظ تاریخی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: یخ‌های با چگالی بالا و یخ‌های کم چگالی.

پروفسور «کریستوف سالزمن»، نویسنده ارشد مطالعه گفت: موضوع پذیرفته شده این بوده است که هیچ یخی در آن شکاف چگالی وجود ندارد، اما مطالعه ما نشان می‌دهد که چگالی MDA دقیقاً در این شکاف چگالی قرار دارد و این یافته ممکن است پیامدهای گسترده‌ای برای درک ما از آب مایع و ناهنجاری‌های فراوان آن داشته باشد.

علاوه بر این، MDA دارای کیفیت خیره کننده‌ای است که از سایر انواع یخ منحصر به فرد است. آن‌ها از طریق روش کالریمتری دریافتند که MDA با تبلور مجدد به یخ معمولی، مقدار قابل توجهی گرما آزاد می‌کند. گرمای تولید شده توسط تبلور مجدد MDA ممکن است به حرکات تکتونیکی کمک کند. این یافته نشان می‌دهد که آب به طور کلی می‌تواند یک ماده ژئوفیزیکی با انرژی بالا باشد.

یافته‌های این مطالعه در مجله « Science» منتشر شد.