Fotoğraf: Tokyo Üniversitesi’ndeki bilim insanları, suyun şaşırtıcı sıvı – sıvı geçişini ve aykırı özelliklerini açıklamak için tetrahedra (dörtyüzlü) yapılarının oluşumuna dayalı iki halli bir model kullanıyor.
Tokyo Üniversitesi Endüstriyel Bilim Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, donma derecesine kadar soğutulmuş suyun, dörtyüzlü yapılandırılmış biçimi ve düzensizlik arasındaki sıvıdan sıvıya bir faz geçişine sahip olma olasılığını araştırmak için deneysel verileri derinlemesine inceledi. Onlar dörtyüzlü yapının işbirlikçi formasyonuna dayanan bir kritik nokta kanıtı buldular ve suyun anormal özelliklerinde küçük bir rol oynadığını gösterdiler. Bu çalışma, suyun yaşam için esas olan özelliklerinin ağırlıklı olarak iki hal özelliğine sahip olmasından kaynaklandığını gösterdiler.
Bildiğimiz gibi, sıvı su yaşam için vazgeçilmezdir, ancak onun birçok özelliği diğer akışkanların davranış yolu ile uyumlu değildir. Bazı anormallikler, mesela suyun 4 C deki maksimum yoğunluğu ve büyük ısı kapasitesi, canlı organizmalar için önemli bir çıkarımdır. Bu özelliklerin kaynağı, Röntgen’in zamanından beri bilimsel toplulukta şiddetli çekişmeleri tetiklemektedir.
Şimdi Tokyo Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, sıvı sudaki moleküler yapıların iki çeşidinin dinamik ortak varoluşunu varsayan iki halli bir örnek modelden faydalandılar. Bunlar bilinen, düzensiz, normal-sıvı yapı ve bölgesel olarak tercih edilen dörtyüzlü bir yapıdır. Diğer birçok faz geçişlerinde olduğu gibi, dörtyüzlü ve korelasyon(karşılıklı ilişki) arasında bir güç yasası formunu aldığı, artık “tipik” bir uzunluk ölçeğinin olmayacağı anlamına gelen “kritik bir nokta” olabilir.
Araştırmacılar, su moleküllerinin bilgisayar simülasyonlarını kullanarak X-Ray saçılım, yoğunluk, sıkıştırılabilirlik ve viskozite ölçümlerini içeren deneyde kullanılan yapısal, termodinamik ve dinamik veriler kapsamında, eğer varsa bir kritik noktanın olabildiği yeri daraltabildiler.
Lider yazar Rui Shi: “Eğer sıvı sudaki dörtyüzlü yapıştın oluşumu bu şartlar altında ortak ise, o halde sıvı-sıvı bir faz geçişi bir kritik nokta ile mümkündür.” dedi.
Ekip, bunun -90 C civarı bir sıcaklıkta ve yaklaşık 1,700 atm basınçta meydana geldiğini gösterdi. Bu aralıktaki deneyler müthiş derecede zordur: Çünkü su, kendi normal donma noktasının çok altında, buz kristalleri çabuk şekillenebilir. Yine de numuneleri, bu yüksek basınçlarda, yarı kararlı bir “aşırı soğutulmuş” durumda sıvı kalabilir.
Kıdemli yazar Hajime Tanaka der ki: “Kritik noktanın gerçek olduğunu kanıtıyla gördük; ama bunun etkisi, sıvı sudaki ulaşılabilir bölgede deneysel olarak takriben ihmal edilebilir. Bu, kritiklikten değil, suyun anormalliklerinin sahip olduğu iki hal özelliğinden geldiği anlamına gelir.” Bilim insanları, bu projenin suyun anormalliklerinin kaynağında uzun tartışmalara ve suyun ikinci kritik noktasına erişmek için daha fazla deneysel araştırmalara liderlik edeceğini tahmin ediyorlar.
Kaynak: phys.org
Yazar
-
- 1994 Kocaeli doğumluyum. Lisans derecemi Süleyman Demirel Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümünde tamamladım. Amerika menşeili bir firmada kalite kontrol mühendisi olarak çalışmaya başladıktan sonra plastik ve polimer alanlarına yönelmeye başladım. Bu yüzden kendi deneyimlerimi insanlara aktarabilmek ve daha da fazla bilgi sahibi olmak adına İnovatif Kimya Dergisi'nin bir parçası olmak istedim. İlgi alanlarım: Polimer, plastik, biyomalzemeler. Sürdürülebilirlik ve kimyanın insan vücuduna uygunluğunu temel alan konularla ilgileniyorum.
Son Yazıları
- Biyokimya Haberleri2021.06.02Gıda Ambalajlarında Plastiğin Yerini Alacak Biyoaktif Kağıt Kaplamalar
- Çevre Haberleri2021.05.06Rezervuarlardaki Su Kalitesinin İleriye Dönük Değerlendirilmesi için Kullanıcı Dostu Yöntemler
- Eğitim Haberleri2021.04.29Toronto Üniversitesi Gelişmiş Malzemeleri İyileştirmek için Yapay Zeka Kullanacak
- Biyokimya Haberleri2021.04.19Kırmızı Deniz Yosunlarından Proteinler Sürdürülebilir Olarak Nasıl Elde Edilir?