کشف دو شکل کم دما از آب مایع
فیزیکدانان دانشگاه استکهلم دو شکل کم دما از آب مایع را با تفاوت‌های بزرگی در ساختار و چگالی کشف کردند. وقتی به یخ فکر می‌کنیم، اغلب منظورمان فاز بلوری و منظمd است که از قالب یخ جدا می‌کنید، اما رایج‌ترین شکل یخ «آمورف» است که کشف شده و دو شکل از یخ آمورف با چگالی بالا و پایین موجود است. این دو شکل قابل تبدیل به یکدیگر هستند و حدس می‌زنیم که به اشکال آب مایع با چگالی بالا و پایین مربوط باشند.
«آندرس نیلسون»، استاد شیمی فیزیک در دانشگاه استکهلم و نویسنده‌ی ارشد مقاله نتایج را در مجله‌ی Proceedings of the National Academy of Science منتشر کرد و گفت: «دریافتیم که آب می‌تواند به دو شکل مختلف در دمای کم، منفی ۱۴۸ درجه‌ی سلسیوس، وجود داشته باشد، در این دما تبلور آهسته صورت می‌گیرد.» محققان از منابعِ منبع نور PETRA III در «DESY» در هامبورگ آلمان و منبع فوتون پیشرفته «APS» در آزمایشگاه ملی آرژون استفاده کردند.
آن‌ها این‌گونه توضیح دادند: «جنبه‌ی منحصربه‌فرد این کار در واقع ترکیب دو روش پرتو ایکس است که در آن، انتشار پرتو ایکس با زاویه‌ی گسترده شواهدی را در مورد ساختار در سطح اتمی ارائه می‌دهد و طیف‌سنجی همبستگی فوتون پرتور ایکس بینش‌هایی را درباره‌ی حرکت در مقیاس نانو مطرح میکند.» نتایج جدید نه تنها درک کلی‌مان از آب در دماها و فشارهای مختلف را بالا می‌برند، بلکه نشان می‌دهند که آب چگونه تحت تأثیر نمک‌ها و مولکول‌های زیستی مهم برای حیات قرار می‌گیرد.
به‌علاوه، بالا رفتن درک ما از آب می‌تواند بینش‌های جدیدی را درباره‌ی پالایش و نمک‌زدایی آب در آینده ارائه دهد. «لارس جی ام پیترسون» نویسنده و استاد شیمی فیزیک نظری در دانشگاه استکهلم گفت: «نتایج به‌دست آمده تأیید میکند که آب در دمای اتاق نمی‌تواند تصمیم بگیرد به کدام شکل دربیاید، به شکل چگالی بالا یا پایین؛ این امر سبب می‌شود نوسانات محلی بین این دو ایجاد شود. به‌طور خلاصه؛ آب مایع پیچیده‌ای نیست، بلکه از دو مایع ساده با رابطه‌ای پیچیده تشکیل شده است.»
«دنیل ماریداهل» نویسنده و دانشجوی دکتری در رشته‌ی شیمی فیزیک در دانشگاه استکهلم گفت: «خیلی هیجان‌انگیز است که از زمان «ولفگان گروتنگن» اطلاعات جدیدی از پرتوهای ایکس به‌دست آمده است. او حدس زد که آب می‌تواند در دو حالت مختلف وجود داشته باشد و رابطه‌ی متقابل بین آن‌ها خواص عجیبی را به‌وجود می‌آورد.» دکتر «کاترین آمن-وینکل»، محقق فوق دکتری در رشته‌ی شیمی فیزیک در دانشگاه استکهلم گفت: «یخ‌های آمورفی را به‌مدت طولانی مطالعه کردم و هدفم این بود که ببینم آیا می‌توان آن‌ها را به‌صورت حالتی شیشه‌ای که مایع یخ زده‌ای را نشان می‌دهد در نظر گرفت یا خیر؟ ما به حقیقت پیوسته پی برده‌ایم و جزئیاتی را در مورد چگونگی تبدیل حالت شیشه‌ای آب به مایع چسبناکی که فورأ به مایعی چسبناک‌تر و متفاوت با چگالی خیلی کمتر تبدیل می‌شود به‌دست آورده‌ایم.»
