Điện tích có thể làm thay đổi điểm đông đặc của nước Một nghiên cứu đăng trên tạp chí Science, số ra ngày 5 tháng 2, tường thuật rằng nước có thể đông đặc ở những nhiệt độ khác nhau tùy thuộc vào bề mặt mà nó nằm trên đó là tích điện dương hay âm. Dưới những điều kiện nhất định, nước thậm chí còn đông đặc khi nó nóng lên. “Chúng tôi rất, rất ngạcnhiên trước kết quả này”,đồng tác giả của nghiên cứu trên, Igor Lubomirskythuộc Viện Khoa học Weizmann ở Rehovot, Israel, nói. “Có nghĩabằng cáchđiều khiển điệntích bề mặt,hoặc dươnghoặc âm,bạn có thể kìm hãmsự hình thànhbăng hoặc thúc đẩy sự hình thành băng”. Nước thường hay đông đặc bằng cách hình thành một tinh thể băng x ung quanhmộthạt bụi hoặc một số tạp chấtkhác. Khôngcó điểmkhởi đầu đó, nước vẫn ở thể lỏng dù dưới điểm đôngđặc của nó, xuống tới khoảng -42độ Celsius. Nước siêu lạnhnày có ích trongtự nhiên và trong phòng thí nghiệm, từ loài ếch và loàicá sống sót qua mùa đông kéo dài chođến sự bảo quảnđông lạnh của máu và cácmô. Các nhà khoa họcđã nghingờ trong hàngthập kỉ qua rằngngười ta có thể điện trường để kích hoạt sự đông đặc ở nướcsiêu lạnh. Một phân tử nước cómột chútđiện tích dương ở một đầuvà một chút điện âm ở đầu kia, nên điện trường có thể đưa cácphân tử nước thành dạngrắn bằngcách sắp thẳng hàng chúng theo điện tích.Nhưng những thí nghiệm trước đây nhằm tìm hiểu xem điện trường có thể tác độngđến sự đông đặc haykhông thật rắc rốibởi các chất liệu được sử dụng.Những chất giữ điện tích tốt nhất là nhữngkim loại, nhưng như bất kì ai từngcố gắng mở cánh cửa xe hơi sau mộtcơn bãotuyết đều rõ, bănghình thànhdễ dàng trên kim loạimà không cần điện tích gì cả. “Nếu bạn thử làm thí nghiệm nàyvới kim loại, thì bạn chẳngbiết cái gì do điện trường gây ra vàcái gì do chính kimloại mang lại”, Lubomirskynói. “Chúngta muốnbiết điện tích cóảnhhưởng gì haykhông, haylà cáigì đó đặcbiệtở kimloại”. Thay chokim loại, Lubomirskyvàcác đồng nghiệp củaông sử dụngmột chất liệu hỏa điện, chất có thể hình thànhmột điện trường tồn tại ngắn khi nóng lên hoặc lạnh đi. Các nhànghiên cứu sử dụng bốn tinh thể hỏa điện, mỗi tinh thể đặtbên trongmột bình chứa bằng đồng. Mặt dưới của hai tinhthể được tráng chromiumđể dẫn điện tích, và hai tinh thể kiathì tráng nhôm oxide để giữ bề mặt khôngtích điện. Các nhà nghiên cứu đặt cơ cấu thí nghiệm trong một căn phòng ẩm ướt và giảm nhiệt độ máyđiều nhiệt cho đến khi các giọt nước hình thành trên mỗi tinh thể, sau đó làm lạnh căn phòng thêmcho đếnkhi nước đôngđặc.Khi khôngcó điện tíchnào trênmặt, trungbình nước đông đặc ở - 12,5 độ C. Nhưng với bề mặt tích điện dương, nước đông đặc ở nhiệt độ tương đối êm dịu, - 7độ C. Và với bề mặt tích điện âm,băng hìnhthành, tính trungbình, ở nhiệt độ đônglạnh– 18 độ C. “Tác dụng mạnhcủa điệntích thật làkịch tính”, phát biểu của nhà vật lí Gene Stanley ở trường Đại học Boston.Ôngcòn nói rằng tínhđơn giản của thí nghiệmtrên có nghĩa là “nó là thứ hầu như chắc chắn đúng”. Lubomirskyvà các đồngsự còn làm cho nước đông đặc bằng cách tăng nhiệt độ của nó. Cácgiọt nướcvẫn ở trạng thái lỏngtại -11 độ C trong thời gianlên tới 10 phút trên một bề mặt tích điện âm. Nhưngsau khi điện tích âm bị khử đi, thì việc làm nóng căn phòng lên – 8 độ C là đủ để cảm ứngmột điện tích dươngtrên tinh thể hỏa điệnvà làm nước đôngđặc. “Đó là một hành trạng rất kì dị”, nhà vật lí khí quyển Will Cantrell thuộc trường Đại họcCông nghệ ở Houghton, bình luận. “Trong trường hợp này, trên chất liệu đặc biệt này, nếubạn làm ấm nó lên, bạn có thể làm cho nó đông đặc”. Đồng tác giả Meir Lahav, cũng ở Viện Weizmann, nói phản ứngcủa nước với điệntích có lẽ phụ thuộc vào mứcđộ sắp thẳng hàng của các phân tử nước trên bề mặt mà chúngđông đặc,mặc dù cần có thêm nghiên cứu để tìm rachính xác cái gì đangdiễnra.“Các phân tử nướcsẽ sắp hàngkhác nhau,nên tôi dèchừng rằng sự khác biệt này sẽ ảnh hưởng đến nhiệt độ đông đặc của băng”, Lahav nói. “Nhưng tôi không trôngđợi một sự khác biệt lớn như vậy. Tôi rấtvui mừng thấyđược điều đó”. Mặcdù ông khôngcó kế hoạch đặc biệt nào nhằm khai thác hiệu ứng trên cho những ứngdụng thí dụ như sự đông đặcđông lạnh hoặc gieomây, nhưng Lahavnói đội của ông đã đăng kímột bằng sáng chế. Sự tạo lõibăng “là một bài toán rấtcơ bản”, ông nói. “Chừng nào bạn hiểu rõ vấn đề hơn – tức là cósự hiểu biết mới về một hiệu ứng mới – thìcác ứngdụng luôn xuất hiện sauđó”. . Điện tích có thể làm thay đổi điểm đông đặc của nước Một nghiên cứu đăng trên tạp chí Science, số ra ngày 5 tháng 2, tường thuật rằng nước có thể đông đặc ở những nhiệt độ. giọt nước hình thành trên mỗi tinh thể, sau đó làm lạnh căn phòng thêmcho đếnkhi nước đông ặc.Khi khôngcó điện tíchnào trênmặt, trungbình nước đông đặc ở - 12,5 độ C. Nhưng với bề mặt tích điện. này, trên chất liệu đặc biệt này, nếubạn làm ấm nó lên, bạn có thể làm cho nó đông đặc . Đồng tác giả Meir Lahav, cũng ở Viện Weizmann, nói phản ứngcủa nước với điệntích có lẽ phụ thuộc vào mứcđộ