Anasayfa / Bilimsel Gelişme / Suyun Yeni Bir Hali Keşfedildi
Beril mineralindeki su eşsiz ve beklenmedik karaktere sahip

Suyun Yeni Bir Hali Keşfedildi

Nötron saçılımı ve bilgisayar modellemeleri sayesinde, ekstrem koşullar altında,  su moleküllerinin eşsiz ve umulmadık bir davranışı tespit edildi. Bu hiçbir gaz, sıvı ya da katı halleri ile eşlenmiyor. Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’ndan (ORNL) araştırmacılar geçenlerde Physical Review Letters dergisinde yayınladıkları bu araştırmada, yeni bir kuantum tünelleme tekniği sayesinde su moleküllerinin , beril mineralinin ultra küçük altıgen kanallarına (5 angstrom boyunca) hapsedildiği anlaşıldı.
1 Angstrom metrenin milyarda biri yani tek bir atomun boyunda demek. Bu keşif sayesinde ORNL’nin Spallation Nötron Kaynağı ve Rutherford Appleton Laboratuvarı’ndaki deneyler mümkün kılınacak.  Yapılan araştırmada kaya,toprak ve hücre duvarlarındaki suyun ultra hapsolması sayesinde farklı disiplinlerde yeni özellikler tanımlanabilir.

A single water molecule can be confined inside a hexagonally shaped channel of the gemstone beryl (left). The light-blue spheres show the positions of one hydrogen atom in a water molecule as it takes on six different rotational orientations simultaneously. Tunneling among these orientations means the hydrogen atom is not located at one position, but smeared out in a ring shape. The right panel has an expanded spatial scale and shows the calculated hydrogen charge density, going from blue (lowest) to yellow
Tek bir su molekülü altıgen şekilli bir zümrüt yeşili beril arasında hapsedildiğinden oldukça garip bir olay gerçekleşiyor. Solda açık mavi şekilde gösterilen bir hidrojen atomunun su molekülü içinde, 6 farklı dönüşsel oryantasyonu  eş zamanlı olarak alabileceği gösteriliyor. Sağ panelde boşluksal skalada hidrojen yük yoğunluğu maviden(düşükten) sarıya doğru gösteriliyor.

“Düşük sıcaklıklarda suyun kuantum tünellemesi sayesinde potansiyel duvarlara karşı kuantum hareketi gerçekleşmektedir. Bu davranış klasik fizik dünyasında yasaklanmış bir davranıştır.Yani sudaki oksijen ve hidrojen atomları , konumsuzlaştırılarak(delokalize) aynı kanalda 6 simetrik pozisyonda aynı zamanda olabiliyor. Bu fenomen sadece kuantum mekaniğinde gerçekleşir ve günlük hayatımızda gözlemleyemeyiz,” diyor Kimya ve Mühendislik Materyalleri Bölümü’nden Alexander Kolesnikov.

ORNL’nin çalışmasında suyun kuantum tünelleme esnasındaki varlığının gösterilmesi, suyun difüzyonu ve hücre membranlarına taşınması gibi sınırlandığı ortamlarda termodinamik özelliklerin daha iyi kavramaya yardımcı olacaktır. Ayrıca karbon nanotüpler ve jeolojik mineral ortamları gibi ortamlarda bunlara eklenebilir.

ORNL yardımcı yazarı Lawrence Anovitz bu keşfin materyallere ilişkin yeni tartışmaları alevlendirerek, biyoloji, jeoloji ve bilgisayar bilimcilerin aklında bunun nasıl kullanılabileceklerine ilişkin fikirler sağlayacaktır.




“Bu keşif suyun davranışını anlamada yeni bir temel sunarak sudan enerji elde etmenin yolunu bulmamızı sağlayabilir. Ayrıca su moleküllerinin gök zümrüt veya zümrütte olduğunu düşünmek oldukça enteresan. Normalde berilde bulunan mavi ve yeşil varyasyonları aynı kuantum tünellemede görmek şaşırtıcı olsa gerek,” diyor Anovitz.

Daha önceki atomik hidrojen atomu tünellemelerinde bu tarzda bir davranış bugüne kadar görülmedi. Nötron saçılımı ve bilgisayar destekli kimyasal deneyler sonucunda ; kuantum tünelleme esnasında, su molekülleri bir altıgen bir halka etrafında toplanması mevcut iki toplu bilindik şekle aykırı gözüküyor.

” Suyun protonundan gelen ortalama kinetik enerjisi;  doğrudan nötron deneyinde hareket olarak mutlak sıfıra yakın bir sıcaklıkta ve döküm sıvı veya katı halinden % 30 daha az olarak ölçülüyor. Bu titreşimsel modlardaki enerjilerin kabul edilen modellerin tümüyle ters düşüyor”, diyor Kolesnikov.

Lake Washington Teknoloji Enstitüsü ve Washington Üniversitesi’nden Narayani Choudhury tarafından yapılan ilk simülasyon prensipleri, tünelleme davranışının, beril yapısındaki titreşim dinamikleriyle eşlendiğini gösterdi.

Kaynak :  http://phys.org/news/2016-04-state-molecule.html#jCp

İleri Okuma ve Referans :

Quantum Tunneling of Water in Beryl: A New State of the Water Molecule, PRL, journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.167802

Read more at: http://phys.org/news/2016-04-state-molecule.html#jCp

 

Facebook Yorumları

Hakkında Oğuz Sezgin

Bir bilim sever ve kimyager olarak, internetteki eksikliği görerek Gerçek Bilim’i 2012’de kurdum. Bu sitede gördüğünüz pek çok bilim ve teknoloji haberini oldukça ciddi kaynaklardan toplayarak sizin için araştırıyor, çeviriyor ve geliştiriyorum. Gerçek Bilim’deki diğer yazarlar ve ben, her gün baş döndürücü şekilde gelişen bilim ve teknoloji haberlerini size aktarmaktan kıvanç duyarız.

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR

Kendi Elektriğini Üreten Solar Seralar Tasarrufu Arttıracak

Yeni nesil güneşten elektrik üreten seraların ilk mahsulleri alındı. Elektrik üreten macenta renkli seralarda üretilen …

2 yorumlar

  1. Pingback: Basitçe Kuantum Dolanıklık Nedir ? Video - Herşeyolog

  2. Pingback: Suyun Yeni Bir Hali Keşfedildi - Herşeyolog

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

*