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

 

Благородные опалы: бублик и стручок
Благородные опалы: бублик и стручок

Графен помог ученым МГУ понять механизм работы литиевых аккумуляторов нового типа
Сотрудники МГУ запатентовали электрохимическую ячейку, позволяющую с помощью высокочувствительных методов анализа поверхности изучать химические процессы в материалах аккумуляторов. Разработка позволит понять процессы, возникающие при использовании литий-воздушных аккумуляторов. Этот тип аккумуляторов при одинаковой массе обладает в 5 раз большей ёмкостью, чем широко распространённые литий-ионные.

ФИОП и еНано открыли прием заявок на IV конкурс молодежных проектов по инновационному развитию бизнеса «Технократ»
Фонд инфраструктурных и образовательных программ и компания еНано открыли прием заявок на IV конкурс молодежных проектов по инновационному развитию бизнеса «Технократ», который проводится в рамках программы «УМНИК» Фонда содействия инновациям.

NT-MDT S.I. на ближайших конференциях.
Дорогие коллеги, NT-MDT S.I. в ближайшее время будет представлена на двух конференциях.

Эксперт: Ингредиенты готовы к началу реакции
Вера Колерова
Малотоннажная химия по-прежнему не в фаворе у бизнеса и власти. Первый не идет в этот сектор из-за больших вложений и долгих сроков окупаемости. А правительство приняло всего лишь дорожную карту развития этой подотрасли. Но предпосылки для ее подъема все-таки есть. Важно не упустить момент ...

Оптическая жизнь дисульфидных нанотрубок
А.Ю.Поляков, Е.А.Гудилин
Недавно полученные экспериментальные результаты позволяют рассматривать нанотрубки дисульфида вольфрама в качестве основы для новых фотонных устройств, элементов оптических схем. Кроме того, знания о нетривиальных оптических особенностях данных наноструктур позволят по-новому взглянуть на свойства композитов плазмонных наночастиц золота и серебра с дисульфидными нанотрубками.

Наноматериалы в ядерных технологиях
Тананаев И.Г.
Сегодня активное развитие ядерных технологий – мировая тенденция, связанная с обеспечением устойчивого развития мирового сообщества. Решение энергетических проблем путем строительства новых атомных станций, формирование персонифицированной высокотехнологической медицины за счет внедрения ядерной медицины, освоение Арктики и космического пространства – основы ядерных технологий, не говоря об обеспечении государственной безопасности и удержания паритета ядерных вооружений.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

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!

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!



 
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.