منجمدکردن آب با گرما

آب معمولا در صفر درجه سانتی‌گراد (32 درجه فارنهایت) منجمد می‌شود، اما اکنون براساس گزارش دانشمندان در ژورنال Science راهی برای حفظ آب به شکل مایع، آن هم در دمای منفی 40 درجه سانتی‌گراد یافت شده است.

کد خبر: ۳۳۶۷۰۲

موضوع از این قرار است که دانشمندان راه دیگری برای منجمد کردن آب یافته‌اند و آن هنگامی است که به آب تا درجه معینی گرما داده ‌شود.

این فرآیند نشان از پدیده‌ای نادر و شگفت‌انگیز دارد و با این نتایج می‌توان برای فناوری مدل‌سازی رایانه اقلیمی فکری ‌کرد.

دانشمندان در حالی به این مهم دست یافته‌اند که از آب بدون هرگونه ذرات اضافی، روی موادی موسوم به جامدات بی‌شکل پیزوالکتریک استفاده کرده‌اند؛ این‌گونه جامدات مواد غیر بلوری هستند که بر اثر گرما دارای قطب الکتریکی می‌شوند و در اصل بار الکتریکی آنها بسته به درجه گرمایشان تغییر می‌یابند.

یک نمونه از موادی که دانشمندان روی آن آزمایش کرده‌اند تانتالات لیتیوم یا نمک اسید تانتالیک لیتیوم است. این ماده در دمای منفی 11 درجه سانتی‌گراد دارای بار الکتریکی منفی است، اما دمای آن تا منفی 8 درجه سانتی‌گراد بالا می‌رود که در آن حال بار الکتریکی مثبت پیدا می‌کند.

زمانی که دانشمندان آب بدون ذرات معلق را روی این ماده قرار دادند، نقطه انجماد آن دیگر صفر درجه معمول همیشگی نبود. در واقع نقطه انجماد به بار الکتریکی بستگی داشت. به این ترتیب دانشمندان توانستند آب را بدون آن که یخ بزند تا دمای منفی 40 درجه سانتی‌گراد سرد کنند.

در این میان یک بار منفی فرآیند عکس را انجام می‌دهد به نحوی که وقتی دانشمندان از یک بار الکتریکی منفی روی سطح استفاده کردند با بالا رفتن دما تا منفی 8 درجه سانتی‌گراد مواجه شدند و در نتیجه آب «گرما دیده» منجمد شد.

نکته عجیب و نامتعارف دیگری نیز که در این آزمایش اتفاق افتاد از این قرار بود؛ روی یک سطح با بار الکتریکی مثبت، آب از پایین به بالا منجمد شد و روی سطحی با بار الکتریکی منفی فرآیند انجماد آب از بالا به پایین روی داد.

البته دانشمندان اظهار کرده‌اند هنوز مطمئن نیستند که چرا چنین اتفاقی رخ داده است.

با این اوصاف دانشمندان معتقدند مفاهیم ضمنی درخصوص نقش ذرات معلق در آب نظیر گرد و غبار را باید در زمینه‌ای مثل مدل‌سازی‌های رایانه‌ای اقلیمی مورد توجه قرار داد.

در همین رابطه فرانتس گایگر متخصص شیمی - فیزیک دانشگاه نورث وسترن معتقد است، یخ در جو زمین روی ذرات گرد و غبار تشکیل می‌شود و این ذرات می‌توانند بارهای الکتریکی مختلفی داشته باشند و در نتیجه می‌توانند تحت‌تاثیر درجه گرماهای مختلف قرار بگیرند و از این‌رو به عنوان یک متغیر می‌توانند در مدل‌سازی‌های رایانه‌ای آب و هوا به کار بیایند.