Обнаружено новое удивительное свойство воды

Несмотря на свою общедоступность, вода по-прежнему скрывает множество удивительных свойств. И одно из таких свойств недавно обнаружили исследователи из Массачусетского технологического института. Дело в том, что вода, помещенная в крошечные нанотрубки, может замерзать даже при высоких температурах.


Это открытие оказалось настоящим сюрпризом для команды химиков-технологов профессора Майкла Страно, которая проводила эксперименты по пропусканию электричества через воду в нанотрубках.

«Мы отметили неожиданные изменения в некоторых расчетах и обнаружили, что эти изменения явились результатом нагрева», — объясняет Ли Драхущук, соавтор статьи, описывающей данное открытие.

«Начав систематически менять температуру, мы поняли, что изменения сопровождаются эффектом фазового перехода состояния воды в нанотрубках из жидкого в твердое».

Исследователи решили проверить такое поведение, но были удивлены, узнав, насколько странным оно представляется. При температуре по крайней мере на уровне 105 градусов Цельсия (что выше точки кипения воды) жидкость в их нанотрубках замерзла. Такое направление фазового перехода крайней удивило ученых.

Однако на этом загадки не закончились. Например, ученые не совсем понимают, как вода может просачиваться через нанотрубки. Дело в том, что нанотрубки имеют толщину всего в несколько молекул воды и при этом изначально обладают водоотталкивающим свойством. Тем не менее заполнить их водой оказалось совсем несложно.


«В большинстве случаев вода может просачиваться в углеродные нанотрубки самостоятельно. В большей или меньшей степени процесс схож с тем, как вода впитывается в бумагу или другие пористые вещества, но с учетом существенно уменьшенных масштабов. Правда в этом случае нам необходимо открывать «заглушки» нанотрубок – каждая из них на концах имеет естественные колпачки», — говорит Драхущук.

Помимо повышения наших знаний о свойстве воды, это открытие может носить вполне практическое значение. Благодаря своей особенности оставаться в стабильном твердом состоянии даже при значительных температурных изменениях эти заполненные водой нанотрубки можно было бы использовать, например, в качестве «ледяных проводов», которые бы выступали в качестве эффективных путей для передачи протонов. Вода, как известно, в 10 раз лучше проводит протоны, по сравнению с другими проводящими веществами и материалами.