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

 

Наночастицы золота в капилляре
Наночастицы золота в капилляре

Периодическую таблицу Менделеева опять улучшили: наночастицы пятивалентного плутония
Соединения шестивалентного плутония в щелочной среде могут привести к кристаллизации фазы (NH4)PuO2CO3, которая стабильна в течение нескольких месяцев и содержит пятивалентный плутоний. Получение новой фазы пятивалентного плутония фундаментально интересно и открывает новые возможности в разработке более эффективных технологий переработки радиоактивных отходов.

MAPPIC 2019. Второй день
15 октября 2019 года прошел второй день I Московской осенней международной конференции по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

MAPPIC 2019. Первый день
14 октября 2019 года успешно открылась I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
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.