Vyana Texnologiya Universiteti tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Su molekulları ilə əhatə olunmuş ion. Müəllif: TU Wien

Su molekulları sadəcə tam nizamsızlıq içində fırlanmır; onlar müəyyən üstünlük verilən strukturlar yarada bilərlər. Bu elmi fakt çox vaxt tamamilə elmi olmayan şəkildə təqdim olunur. Məsələn, insanlar homeopatiyanın mümkün izahı kimi guya “suyun yaddaşı” və ya “su qrupları”ndan danışanda.

Bütün bunlar təkzib edilib. Lakin su sehrli məlumat saxlama vasitəsi olmasa da, qısamüddətli strukturlar yaratmaq qabiliyyəti mühüm nəticələrə səbəb ola bilər. Bu, artıq TU Wien tərəfindən Vyana Universiteti və Oslo Universiteti ilə əməkdaşlıqda “MECS” Mükəmməllik Klasterinin bir hissəsi olaraq aparılan bir araşdırmada göstərilib. Komanda yüklü hissəciklərin səthdə necə asanlıqla saxlanıla biləcəyini araşdırdı – bu sual batareyalar, yanacaq elementləri və bioloji membranlar üzərində aparılan tədqiqatlar kimi bir çox sahədə vacibdir. Yeni nəticələr göstərir ki, bunu yalnız suyun nanosaniyə zaman şkalasında əmələ gətirdiyi strukturlar nəzərə alındıqda başa düşmək olar.

Tədqiqat Science Advances jurnalında dərc olunub .

Bir ion nadir hallarda tək gəlir

TU Vyana Tətbiqi Fizika İnstitutundan Markus Valtinerin sözlərinə görə, “Sulu məhluldakı müsbət yüklü ionlar mənfi yüklü səthə birləşdikdə, bu, əvvəlcə fizika baxımından çox sadə səslənir. Əks elektrik yükləri cəzb olunur və buna görə də hissəcik səthə doğru hərəkət edir. Amma əslində işlər daha mürəkkəbdir.”

Yüklü hissəciklər suda öz-özünə hərəkət etmirlər. Onlar su molekulları ilə əhatə olunublar və bu molekullar özlərini müxtəlif yollarla təşkil edə bilərlər. Bu nizamın nə qədər aydın olması hissəcikdən asılıdır: ” Məsələn, litium ionları olduqca kiçikdir və ətrafındakı suyu güclü şəkildə nizamlaya bilər. Sezium ionları isə əksinə, böyükdür və bu təsir onlar üçün daha zəifdir”, – deyə Valtiner bildirir.

Sifariş edilmiş su — ancaq yalnız nanosaniyə üçün

Lakin bu nizam kristaldakı atomların nizamlı düzülüşü kimi təsəvvür edilməməlidir. Valtiner izah edir ki, “Bu nizam statistik xarakter daşıyır. Su molekulları daim titrəyir, çox sürətlə hərəkət edir, özlərini davamlı olaraq yenidən paylayır, zəif rabitələr əmələ gətirir və onları yenidən qırır.”

Bu o deməkdir ki, su molekulları bəzən yalan iddia edildiyi kimi “informasiya saxlama mühiti” deyil. Əksinə, onlar ionun ətrafında bir növ “rəqs” edirlər və bu rəqs müəyyən qaydalara uyğundur. Statistik olaraq, suyun litium ionu və ya kalsium ionu ətrafında rəqsi müəyyən mənada sezium ionu ətrafında suyun rəqsindən daha nizamlıdır.

İonlar səthə doğru hərəkət etdikdə, bu rəqs edən su qabığını özləri ilə daşıyırlar. İon səthə yapışdıqda, ətrafdakı su əvvəlkindən fərqli quruluşa malik olmağa məcbur olur.

Valtinerin izah etdiyi kimi, “Ətrafdakı su molekullarına daha güclü təsir göstərən ionlar suda daha çox nizam yaradır – termodinamik baxımdan bu, onların daha aşağı entropiya vəziyyəti yaratması deməkdir. Entropiya nə qədər aşağı olarsa, belə bir vəziyyətin öz-özünə yaranma ehtimalı bir o qədər azdır. Buna görə də, bu cür ionlar səthə daha az asanlıqla birləşir.”

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Ezoterik “suyun yaddaşı” yoxdur

Tədqiqat qrupu bu səth effektlərini ölçmək üçün yüksək qətnaməli atom qüvvəsi mikroskopiyasını, molekulyar dinamika simulyasiyalarını və spektroskopik ölçmələri birləşdirdi. Bu, artıq hissəciklərin adsorbsiyasını kəmiyyətcə təsvir edə bilən termodinamik modelə gətirib çıxardı: ilk dəfə olaraq müxtəlif effektlər birlikdə nəzərdən keçirilir – bir tərəfdən elektrostatik cazibə, həm də entropiya, nizamlanma ehtimalı və ətrafdakı su molekulları ilə qarşılıqlı təsirlər.

Bu, indi hansı ionların səthə yapışacağını və orada necə davranacağını, məsələn, batareyalarda, elektrodlarda, katalizatorlarda və ya bioloji membranlarda daha dəqiq proqnozlaşdırmağa imkan verir. Nəzərə alınmalı olan təkcə elektrik yükləri deyil, həm də suyun statistik sırasıdır.

Valtinerin vurğuladığı kimi, “Bu, suyun sehrli bir xatirəsi deyil; bunun su məlumatı haqqında ezoterik fikirlərlə heç bir əlaqəsi yoxdur. Bu, sadəcə olaraq müxtəlif ionlar və ətrafdakı su molekulları arasında olduqca maraqlı fiziki dinamik davranışdır və biz bu qarşılıqlı təsiri dəqiq təsvir etməyə imkan verən kəmiyyət modelini tapmışıq.”

Nəşr detalları

Matteo Olgiati və digərləri, Entropik-dielektrik qarşılıqlı təsiri daxili elektrik ikiqat təbəqələrində ion adsorbsiyasını idarə edir, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aee9469

Jurnal məlumatları: Elmin irəliləyişləri 

Əsas anlayışlar

Qarşılıqlı təsirlər və qüvvələrSəth və səthlərarası hadisələrKlassik mayelərNizamsız sistemlər

Vyana Texnologiya Universiteti tərəfindən təmin edilir