Các nhà nghiên cứu đặt cơ cấu thí nghiệm trong một căn phòng ẩm ướt và giảm nhiệt độ máy điều nhiệt cho đến khi các giọt nước hình thành trên mỗi tinh thể, sau đó làm lạnh căn phòng thê[r]
(1)Điện tích làm thay đổi điểm đông đặc nước
Một nghiên cứu đăng tạp chí Science, số ngày tháng 2, tường thuật nước đơng đặc nhiệt độ khác tùy thuộc vào bề mặt mà nằm tích điện dương hay âm Dưới điều kiện định, nước chí cịn đơng đặc nóng lên
“Chúng tơi rất, ngạc nhiên trước kết này”, đồng tác giả nghiên cứu trên, Igor Lubomirsky thuộc Viện Khoa học Weizmann Rehovot, Israel, nói “Có nghĩa cách điều khiển điện tích bề mặt, dương âm, bạn kìm hãm hình thành băng thúc đẩy hình thành băng”
Một bình quan sát chưa sơi, bình tích điện thỉnh thoảng lại đông đặc.
Nước thường hay đông hình thành tinh thể băng xung quanh hạt bụi số tạp chất khác Khơng có điểm khởi đầu đó, nước thể lỏng dù điểm đơng đặc nó, xuống tới khoảng -42 độ Celsius Nước siêu lạnh có ích tự nhiên phịng thí nghiệm, từ lồi ếch lồi cá sống sót qua mùa đơng kéo dài bảo quản đông lạnh máu mô
Các nhà khoa học nghi ngờ hàng thập kỉ qua người ta điện trường để kích hoạt đơng đặc nước siêu lạnh Một phân tử nước có chút điện tích dương đầu chút điện âm đầu kia, nên điện trường đưa phân tử nước thành dạng rắn cách thẳng hàng chúng theo điện tích
Nhưng thí nghiệm trước nhằm tìm hiểu xem điện trường tác động đến đông đặc hay không thật rắc rối chất liệu sử dụng Những chất giữ điện tích tốt kim loại, cố gắng mở cánh cửa xe sau bão tuyết rõ, băng hình thành dễ dàng kim loại mà khơng cần điện tích
“Nếu bạn thử làm thí nghiệm với kim loại, bạn chẳng biết điện trường gây kim loại mang lại”, Lubomirsky nói “Chúng ta muốn biết điện tích có ảnh hưởng hay khơng, đặc biệt kim loại”
Thay cho kim loại, Lubomirsky đồng nghiệp ông sử dụng chất liệu hỏa điện, chất hình thành điện trường tồn ngắn nóng lên lạnh Các nhà nghiên cứu sử dụng bốn tinh thể hỏa điện, tinh thể đặt bên bình chứa đồng Mặt hai tinh thể tráng chromium để dẫn điện tích, hai tinh thể tráng nhơm oxide để giữ bề mặt khơng tích điện
Các nhà nghiên cứu đặt cấu thí nghiệm phòng ẩm ướt giảm nhiệt độ máy điều nhiệt giọt nước hình thành tinh thể, sau làm lạnh phịng thêm nước đơng đặc
Khi khơng có điện tích mặt, trung bình nước đơng đặc - 12,5 độ C Nhưng với bề mặt tích điện dương, nước đông đặc nhiệt độ tương đối êm dịu, - độ C Và với bề mặt tích điện âm, băng hình thành, tính trung bình, nhiệt độ đông lạnh – 18 độ C
“Tác dụng mạnh điện tích thật kịch tính”, phát biểu nhà vật lí Gene Stanley trường Đại học Boston Ơng cịn nói tính đơn giản thí nghiệm có nghĩa “nó thứ chắn đúng”
Lubomirsky đồng làm cho nước đông tăng nhiệt độ Các giọt nước trạng thái lỏng -11 độ C thời gian lên tới 10 phút bề mặt tích điện âm Nhưng sau điện tích âm bị khử đi, việc làm nóng phịng lên – độ C đủ để cảm ứng điện tích dương tinh thể hỏa điện làm nước đơng đặc
“Đó hành trạng kì dị”, nhà vật lí khí Will Cantrell thuộc trường Đại học Công nghệ Houghton, bình luận “Trong trường hợp này, chất liệu đặc biệt này, bạn làm ấm lên, bạn làm cho đơng đặc”
Đồng tác giả Meir Lahav, Viện Weizmann, nói phản ứng nước với điện tích có lẽ phụ thuộc vào mức độ thẳng hàng phân tử nước bề mặt mà chúng đông đặc, cần có thêm nghiên cứu để tìm xác diễn
“Các phân tử nước hàng khác nhau, nên dè chừng khác biệt ảnh hưởng đến nhiệt độ đông đặc băng”, Lahav nói “Nhưng tơi khơng trơng đợi khác biệt lớn Tôi vui mừng thấy điều đó”
Mặc dù ơng khơng có kế hoạch đặc biệt nhằm khai thác hiệu ứng cho ứng dụng thí dụ đơng đặc đơng lạnh gieo mây, Lahav nói đội ơng đăng kí sáng chế