Рентген превратил воду в аналог жидких кристаллов

Технологии

ТАСС, 12 августа. Подсветив воду мощным рентгеновским лазером, шведские физики выяснили, что она может превращаться в своеобразный аналог жидких кристаллов. Результаты их работы опубликовал научный журнал Physical Review Letters.

На эту темуФизики научились охлаждать воду лазером

"Вода состоит из двух типов жидкостей с относительно низкой и высокой плотностью. Молекулы первой соединяют более сильные водородные связи, из-за чего они быстрее реагируют на мощное электрическое поле, которое создает лазер. Мы предполагаем, что в переохлажденной воде, где все физические процессы происходят гораздо медленнее, этот эффект будет еще сильнее выражен", – рассказал один из авторов работы, профессор Стокгольмского университета Андерс Нильсон.

Жидкие кристаллы – это особая упорядоченная форма материи, которая занимает промежуточное положение между жидкостями и классическими твердыми кристаллами. Это проявляется, в частности, в том, что они могут течь и принимать любую форму подобно жидкости, но при этом их молекулы ориентированы в пространстве подобно тому, как расположены ионы или атомы внутри кристаллов.

Первые примеры подобных веществ ученые открыли еще в конце XIX века. С тех пор ученые создали и обнаружили в природе тысячи форм жидких кристаллов. Многие из этих веществ активно используются в быту и промышленности благодаря способности менять свою структуру под действием электрических полей.

Многоликая вода

В ходе нового исследования Нильсон и его коллеги изучали то, как молекулы воды взаимодействуют друг с другом. Для этого ученые облучали образцы жидкости с помощью сверхкоротких, но при этом очень мощных вспышек рентгеновского лазера. В результате они открыли еще одну форму жидких кристаллов, которая существующует в обычной воде.

Продумывая эксперимент, ученые надеялись, что лазер должен "подсветить" области, в которых содержится преимущественно вода низкой или высокой плотности. О ее существовании физики узнали в конце прошлого века при изучении свойств переохлажденной воды. Такая вода остается жидкой даже при отрицательных температурах.

Источником лазерных импульсов был мощный ускоритель частиц. Их длину и мощность ученые подобрали таким образом, чтобы их электрическое поле успевало взаимодействовать с молекулами плотной и легкой воды, но при сами лучи не нагревали жидкость до такой степени, чтобы этот процесс мешал наблюдениям.

Эксперименты показали, что обе формы воды действительно по-разному взаимодействовали с рентгеновским излучением. Степень этих различий менялась с течением времени. В этом отношении вода оказалась похожа на жидкие кристаллы, расположение молекул которых тоже может меняться под действием электрических полей.

Пока физики не могут сказать, пригодится ли это свойство воды в практике. Однако Нильсон и его коллеги надеются, что этот "жидкокристаллический эффект" поможет им изучить структуру и свойства скоплений плотной и легкой воды, которые возникают при сверхнизких температурах. Это может расширить область применения переохлажденной воды, которую уже используют в быту и промышленности.

Источник: tass.ru

Оцените статью
Экономика и политика на EconomPolit.ru
Добавить комментарий