Bỏ qua Lệnh Ruy-băng Bỏ qua nội dung chính
 

 Diễn đàn Khoảng không vũ trụ vì tri thức tiện ích và nhân loại – viễn cảnh tương lai.

 
​Các nhà khoa học có thể làm lạnh nước đến -263° C mà không bị đóng băng   17-04-2019
Tri thức thông thường cho chúng ta biết rằng nước đóng băng ở nhiệt độ 0° C nhưng sẽ ra sao nếu bạn bổ sung một kỹ thuật khoa học sáng tạo vào? Các nhà nghiên cứu ở Thụy Sỹ vừa tìm ra một cách để giảm nhiệt độ của nước đến mức rất lạnh -263° C mà không làm nước đóng băng, mở ra những khả năng thú vị xoay quanh cách chúng ta nghiên cứu các cấu trúc phân tử ở nhiệt độ cực đoan.


Các nhà nghiên cứu đã tìm ra được một cách để giữ nước ở dạng lỏng ở nhiệt độ gần đạt đến 0 tuyệt đối, thực sự là một kiến thức khoa học rất thú vị  (Ảnh: suslik83/Depositphotos)

Nước biến thành băng khi được làm lạnh đến 0 độ C và các phân tử trên bề mặt bắt đầu tinh thể hóa và hóa thành băng, phân tán tới các phân tử lân cận và tiếp tục cho đến khi toàn bộ nước biến thành băng rắn. Ở hình thức này, các phân tử nước được tổ chức theo một cấu trúc lưới 3D vốn rất khác với trạng thái không có tổ chức của phân tử nước thông thường, một đặc điểm cho phép nước chảy tự do.

Vậy sẽ thế nào nếu nước được làm lạnh đến dưới nhiệt độ đóng băng mà không hình thành các tinh thể băng mang lại cho nước trạng thái rắn này? Các nhà vật lý và hóa học tại ETH Zurich và Đại học Zurich đã tìm ra được một cách mới để làm việc này và phương pháp tập trung vào một dạng chất sinh học mà họ gọi là lipidic mesophase. Bên trong đó là các phân tử hành xử rất giống với các phân tử chất béo tự nhiên hay lipid và sẽ khiến chúng tự tập trung lại và tự lắp ráp thành màng.

Các màng này hình thành những kênh hiển vi đường kính chưa tới 1 nanomet và không may cho các tinh thể băng sắp hình thành, đơn giản là không có chỗ để chúng hình thành. Điều này có nghĩa rằng khi nước được bổ sung vào cấu trúc, nó vẫn duy trì được trạng thái chảy không trật tự của nó thậm chí khi được làm lạnh đến nhiệt độ cực đoan.

Để xem họ có thể đưa mọi thứ đi xa đến đâu, các nhà nghiên cứu đã lấy một ít heli lỏng và làm lạnh cấu trúc lipidic mesophase đến nhiệt độ lạnh cóng -263° C mà họ lưu ý là chỉ trên 0 tuyệt đối 10° C mà không có dấu hiệu tinh thể băng. Điều này có ý nghĩa vượt qua một thử nghiệm khoa học thú vị đơn thuần vì nó có thể giúp chúng ta thu được hiểu biết mới về cách vật chất hành xử ở các mức nhiệt độ cực đoan như thế.

“Trong quá trình đông lạnh bình thường khi các tinh thể băng hình thành, chúng thường làm hư hại và phá hủy màng và các phân tử sinh học lớn quan trọng vốn ngăn chúng ta xác định cấu trúc và chức năng của chúng khi chúng tương tác với màng lipid”, Giáo sư Raffaele Mezzenga từ Phòng thí nghiệm thực phẩm và vật liệu mềm tại ETH Zurich giải thích.

Đây là tình huống tiến thoái lưỡng nan thúc đẩy một dòng nghiên cứu tương tự tại Bệnh viện đa khoa Massachusetts năm ngoái mà ở đó các nhà khoa học đã nghĩ ra một kỹ thuật siêu lạnh mới, bít kín bề mặt nước bằng dầu gốc hydrocarbon. Việc này ngăn nước gặp không khí mà ở đó tinh thể đầu tiên được hình thành và cho phép họ bảo quản một mẫu nước lỏng ở nhiệt độ -20° C.

Kiểu công trình này mở ra những khả năng quan trọng cho các nhà nghiên cứu khác đang tìm cách hiểu cấu trúc và chức năng của các phân tử tự nhiên theo những cách khác nhau. Nó cũng có thể tìm thấy công dụng trong các tình huống khác mà ở đó nó sẽ hữu ích trong việc ngăn nước đóng băng, chẳng hạn như đường băng sân bay.

“Nhưng công trình của chúng tôi không nhắm vào các ứng dụng kỳ lạ. Trọng tâm chính của chúng tôi là cho các nhà nghiên cứu một công cụ mới để làm dễ dàng cho việc nghiên cứu các cấu trúc phân tử ở nhiệt độ thấp mà không bị tinh thể cản trở và rốt cuộc hiểu được cách 2 thành phần chính của sự sống là nước và lipid tương tác với nhau dưới điều kiện cực đoan của nhiệt độ và sự hạn chế hình học”, Mezzenga cho biết thêm.

LH (New Atlas)

In nội dung
Các tin đã đăng ngày
Chọn một ngày từ lịch.
 

 THÔNG BÁO

 
 

 Thủ tục hành chính

 
 

 Hình ảnh hoạt động

 
Video clip
  • Ứng dụng công nghệ đèn LED trong sản xuất đạt hiệu quả cao
  • Đoàn xúc tiến đầu tư tại Đài Loan làm việc với Công ty Công nghệ sinh học Vạn Bảo Lộc
  • Đồng Nai là tỉnh đầu tiên được đo hàm lượng vàng
  • Công bố chỉ dẫn địa lý cho chôm chôm Long Khánh
  • Hội thảo nhân rộng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp
  • Hội nghị cán bộ công chức và triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2015
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 2
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 1
  • Nhiều trạm xăng dầu sử dụng công nghệ cao gắn chíp qua mắt người tiêu dùng và các cơ quan chức năng
  • Ký kết thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Okayama (Nhật Bản)

  • Hình ảnh liên kết
    Liên kết website trong tỉnh
    Liên kết website các tỉnh
    Lượt truy cập