انگلیسی
یخ جدیدی شبیه یک پودر سفید که چگالی آن تقریباً برابر با آب مایع است توسط دانشمندان رونمایی شد.
پاژ نیوز | محققان شکل جدیدی از یخ با چگالی بسیار شبیه به آب ایجاد کرده‌اند. یک تیم پژوهشی دانشگاه کالج لندن با تکان دادن یک شیشه یخ و گلوله های فلزی در دمای بسیار سرد، یک یخ پودری سفید با خواص متفاوت از هر نوع دیگری که قبلا شناخته شده بود، ایجاد کردند.
خصوصیت جالب یخ جدید این است که ساختاری بی‌شکل دارد و به جای اینکه مولکول های آن یک الگوی کریستالی منظم را تشکیل دهند، همانند یخی که ممکن است در فریزر یخچال خود برای نوشیندنی‌ها بسازید، مولکول‌های آن مانند مولکول‌های آب مایع به هم ریخته است.
مارتین چاپلین، که ساختار آب را در دانشگاه بانک جنوبی لندن مطالعه می‌کند و در این مقاله مشارکتی نداشته است، می‌گوید: ممکن است این آب مایع به مرور زمان منجمد شده باشدو این نکته می تواند بسیار مهم باشد.
آب به دلیل وجود همه جا در زمین، ممکن است مانند یک سیال معمولی به‌نظر برسد؛ اما خواص غیر معمولی دارد. به عنوان مثال، با سرد شدن آب، چگالی آن به چهار درجه سانتیگراد می رسد و با ادامه کاهش دمای آن، چگالی آن کمتر نیز می‌شود.
از همین رو است که تکه‌های یخ در یک لیوان آب شناور می‌شوند. اما این یک موضوع غیرعادی است چراکه بیشتر مایعات با سرد شدن متراکم‌تر می‌شوند.
البته پژوهشگران قصد نداشتند نوع جدیدی از یخ بسازند. در این مطالعه و فقط از روی کنجکاوی خالص آنها توپ‌های معمولی یخ و فولادی را در یک شیشه قرار دادند و آنها را تا دمای منفی ۲۰۰ درجه سانتیگراد سرد کردند و ظرف را حدود ۲۰ بار در ثانیه تکان دادند.
کریستف سالزمن، شیمی‌دان فیزیک در دانشگاه کالج لندن و یکی از نویسندگان مقاله،بیان کرد: «این یکی از آن آزمایش‌های بعدازظهر جمعه بود که شما فقط آن را انجام می‌دهید و می‌بینید چه اتفاقی می‌افتد. ساده لوحانه، فکر می‌کنید هیچ اتفاقی نمی‌افتد، فقط یخ را به تکه‌های کوچک‌تر تقسیم می‌کنید. اما در کمال تعجب ما، اتفاقی باورنکردنی افتاد.»
سالزمن خاطرنشان کرد: «نیروی برشی» حاصل از توپ های فلزی یخ را به پودر سفید تبدیل کرد. این تیم برای ارزیابی نحوه چیدمان مولکول های این ماده جدید، اشعه ایکس را به سمت آن شلیک کردند. با پراکندگی اشعه ایکس، محققان دریافتند که یخ اصلاً ساختار سازمان یافته‌ای ندارد.
یک شبیه سازی کامپیوتری نیز نشان داد که چگونه لایه های آب منجمد به‌طور تصادفی می توانند باعث بی شکل شدن ساختار شوند.
در شرایط غیرمعمول تر، دانشمندان دو شکل دیگر از یخ بی‌شکل ایجاد کرده اند. در دهه ۱۹۳۰، محققان بخار آب را روی سطح فلزی که تا دمای منفی ۱۱۰ درجه سانتیگراد سرد شده بود، متراکم کردند و یخ بی شکل با چگالی کمتر از آب را تشکیل دادند. درو اقع فشرده سازی یخ معمولی در دماهای بسیار سرد منجر به خلق اولین یخ بی شکل با چگالی بالاتر از آب را در دهه ۱۹۸۰ شد.
اما این ماده جدید موضوعی متفاوت است: به گفته استفانی پاپاس چگالی آن ۱٫۰۶ گرم در سانتی متر مکعب است که بسیار شبیه به ۱ گرم در سانتی متر مکعب آب است. محققان آن را یخ آمورف با چگالی متوسط یا MDA می‌نامند.
این خواص باعث شد دانشمندان فکر کنند MDA می تواند یک فاز شیشه‌ای از آب باشد. این مواد زمانی ایجاد می‌شوند که یک مایع مذاب خیلی سریع و قبل از اینکه مولکول‌های آن بتوانند خود را مرتب کنند، سرد شود.
سایر محققان متقاعد نشده‌اند که MDA بسیار شبیه شکل مایع آب است. توماس لورتینگ، شیمی‌دان فیزیک در دانشگاه اینسبروک در اتریش که در این مقاله مشارکتی نداشته است، می‌گوید که فکر می‌کند این ماده جدید در عوض «به کریستال‌های یخ بسیار کوچک و منحرف شده نزدیک است».
تحقیقات بیشتری برای درک بهتر این که این یخ چقدر شبیه آب مایع است، مورد نیاز است. محققان فکر می‌کنند که مطالعه آن می‌تواند به ما در درک بهتر قمرهای سیارات دیگر کمک کند، که ممکن است یخ‌های آمورف روی سطوحشان داشته باشند.
سالزمن اضافه می‌کند: سوال بزرگ این است که این چیزها چیست؟ من مطمئن هستم که اگر بتوانیم بفهمیم MDA چیست، آنگاه آب مایع را خیلی بهتر درک خواهیم کرد.
