Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Вода, протекающая между поверхностью и иглой атомно-силового микроскопа, формирует слои.

Необычное поведение воды в наноканалах

Ключевые слова:  вода, нанотехнология, периодика

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

26 апреля 2007

Команда из Georgia Institute of Technology обнаружила, что свойства воды претерпевают значительные изменения, если она течет в канальцах менее 2 нм шириной. Там вода более напоминает вязкую патоку.

Обычная вода представляет собой неупорядоченное текучее вещество. У большинства веществ при переходе из жидкого состояния в твердое плотность увеличивается, но с водой такого не происходит. Плотность льда меньше, чем у воды. Поэтому многие ученые считают, что и в сжатом состоянии (например, в нанометровом канале) вода сохранит свойства жидкости.

Однако, когда физик Elisa Riedo и ее коллеги изучили протекание воды сквозь наноразмерный канал, оказалось, что вода формирует слои. Эксперимент был выполнен при помощи иглы атомно-силового микроскопа. Измерялась сила, с которой вода давит на иглу при протекании под ней. Ожидалось, что силы будут не очень велики, т.к. вязкость воды мала. Но, когда расстояние от иглы до поверхности составило около нанометра, прибор зафиксировал сильное отталкивание. При дальнейшем уменьшении расстояния эта сила начала осциллировать, что можно объяснить образованием слоев в жидкости.

Сжатая водная пленка ведет себя как твердое тело в вертикальном направлении, формируя слои, параллельные поверхности, в то время как в горизонтальном направлении она остается жидкой. Это похоже на некоторые типы жидких кристаллов. Поведение воды было теоретически смоделировано, и полученный результат хорошо согласуется с экспериментом.

Расхождение своих данных с ранее опубликованными работами исследователи объясняют тем, что прежние технологии не позволяли точно измерить силу взаимодействия иглы и воды при толщине слоя меньше двух нанометров.

Ученые провели серию экспериментов на разных поверхностях. Они обнаружили, что эффект образования слоев был более ярко выражен на гидрофильных поверхностях.

Также была определена не только вертикальная сила отталкивания, но и вязкость слоя путем измерения латеральной силы. Оказалось, что на гидрофильной поверхности вязкость начинает значительно увеличиваться, когда толщина слоя достигает 1,5 нм. При дальнейшем сжатии вязкость возрастает на несколько порядков. На гидрофобных поверхностях такой эффект не был обнаружен.

По мнению исследователей, вязкая вода может оказаться превосходной смазкой, что может быть успешно использовано в ряде нанотехнологичных приложений, например, при конструировании наноустройств. Понимание свойств воды на наноразмерном уровне также будет полезным в таких областях как биология и фармацевтика, где очень важен перенос жидкостей через наноразмерные каналы и поры.


Источник: Nanowerk



Комментарии
Peressadko Andrey G., 28 апреля 2007 09:49 
Судя по заявляемым свойствам авторы открыли заново сверхплотную разновидность воды которую исследовал в 60х года прошлого века Дерягин. http://www.u...n/r704j.pdf
Трусов Л. А., 28 апреля 2007 12:02 
возможно, явление одно и то же. но по указанной ссылке говорится о неких фракциях воды, а здесь в слоистое состояние переходит вся вода, причем, судя по всему, при комнатной температуре и атмосферном давлении.
Соколов Петр Сергеевич, 28 апреля 2007 13:07 
Даешь как можно больше новостей про состояние поверхности*!
Так все верно. Если посмотреть оригинал статьи там написано, что работали они с кремниевым кантиливером, а расстояние 2 нм. В докладе Дерягина описывается конденсация воды в кремниевых порах диаметром микрометры. Как считается вода полимеризуется в гексамеры, т.е. при таких малениких рассточниях 2 нм, возможно наблюдать расслоение, т.к. линейные размеры превышают размеры кантиливера. Очень интересная тематика, возможно некоторые живые организмы могут использовать этот эффект.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Год Змеи
Год Змеи

Премии Правительства Москвы молодым ученым
По сообщениям Пресс - службы МГУ имени М.В.Ломоносова, объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2017 год. За 2017 год будет вручено 33 премии по 1 млн рублей. Лауреатами стали 48 человек. 12 из них — молодые ученые из МГУ имени М.В.Ломоносова. Награждение победителей пройдет 5 февраля 2018 года.

IV Межрегиональный химический турнир
1–7 февраля 2018 года на химическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова состоится IV Межрегиональный химический турнир.

Две недели до окончания приема школьных решений наноолимпиады
До окончания предоставления решений по конкурсам для школьников в рамках заочного (отборочного) тура XII Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" осталось 2 недели.

Прощай, лампочка Ильича!
Д.Н.Плешков
Современные светоизлучающие устройства безальтернативно завоевывают рынок и становятся частью нашей повседневной жизни.

Композиты УНТ-ГАП – биоактивная матрица для роста костных тканей
Е.С.Климашина
Нанокомпозиты - одно из перспективных направлений развития материаловедения в интересах биологии и современной медицинской практики.

Умный дом
Н.В.Лысков
Умные дома могут составить яркую черту нашего будущего и прогресс в этом направлении связан с созданием новых поколений наноматериалов.

Система практик ФНМ МГУ
А.Б.Тарасов, А.В.Кнотько, Е.А.Гудилин

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!

Закон о реформировании РАН

В Совместном заявлении Совета по науке и членов Общественного совета Минобрнауки предлагается отозвать нынешний проект закона о "реформировании" РАН из Государственной думы и вернуться к его рассмотрению с соблюдением процедуры утвержденной постановлением Правительства РФ №851 от 25.08.2012, и указом Президента РФ №601 от 07.05.2012, которая была грубо нарушена. Мы предлагаем Вам высказать (анонимно) свое мнение в данном опросе, чтобы его статистические результаты были видны всем участникам опроса и общественности.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.