Flytende vann produsert på minus 130 grader

Første eksperimentelle dokument for eksotiske, langsomtflytende og høye tetthet vannformer

Vann © USDA / NRCS
lese høyt

Når vann avkjøles til under null grader, krystalliserer det normalt og blir til is. Men det er unntak: En svensk forsker har nå for første gang produsert en tidligere bare teoretisk postulert vannform, som er flytende ved minus 130 grader og ekstremt høyt trykk. Denne høye tetthet og ultraviskøse vannformen kan derfor også forekomme, for eksempel på andre, kaldere himmellegemer, ifølge forskeren i tidsskriftet "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS).

Vann er et unormalt stoff på mange måter. Selv om det normalt krystalliserer seg ved null grader og blir til is, er det også mulig å få flytende vann godt inn i det negative området. Dette såkalte superkjølte vannet, viser også eksperimenter, blir tettere, jo kaldere blir det og mindre tett når det varmer opp. "Dette er avvik fra normen som har vært kjent i mange år, og som er veldig viktig, " forklarer Ove Andersson fra Universitetet i Umeå i Sverige. "Likevel er det ingen generell forklaring på det ennå. Men svaret kan være hvordan vannets egenskaper påvirkes når det blir utsatt for høyt trykk. "

Amorf is blir ultraviskøst vann

Det var på dette tidspunktet forskerens eksperiment begynte: Andersson utsatte krystallinsk vannis for temperaturer under minus 140 ° C, forhøyet trykk på mer enn 1000 atmosfærer. Krystallstrukturen kollapset og det ble dannet en amorf is. I dette er ikke vannmolekylene ordnet, men distribuert tilfeldig i et tilfeldig arrangement - likt den amorfe strukturen i glass.

Det interessante skjedde etter det: "Da jeg hevet temperaturen, ble isen til svakt rennende vann, " forklarer Andersson. "Dette vannet er det samme som normalt, men tettheten er 35 prosent høyere og vannmolekylene beveger seg relativt sakte, viskositeten er høy."

Bekreftelse for teorien om vannfase med høy tetthet

At det kan være en slik tilstand av vann, har blitt teoretisert i noen tid. I følge denne teorien finnes vann i utgangspunktet i to forskjellige væskefaser, en med lav (normal) tetthet og en høy tetthetsform. Overgangen mellom disse fasene skal være ved lave temperaturer og høyt trykk. Så langt har det imidlertid aldri vært mulig å produsere den andre, tetthetsfasen med flytende vann på laboratoriet. I de fleste tilfeller krystalliserte vannet ganske enkelt i slike eksperimenter i stedet for å vise en gradvis transformasjon. utstilling

Bare den alternative tilnærmingen som ble fulgt av Andersson, for å snu prosessen som den var og nedenfra, ved å varme opp høye tetthetsvann, har nå ført til suksess. Resultatene fra eksperimentene viser at amorf is kan transformere seg til den høye tettheten av flytende vann under oppvarming. "Dette er et viktig stykke i puslespillet når du skal forstå vannets egenskaper, og det åpner for nye muligheter for å studere dette ultralviske vasset, " sier Andersson. (PNAS, 2011, DOI: 10.1073 / pnas.1016520108)

(Expertsvar, 29.06.2011 - NPO)