به نقل از «تابناک»

راز یخ افشا شد

تاریخ انتشار: ۱۷ دی ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۴۶۸۰۴۵

 به گزارش تابناک به نقل از ایرنا، همواره این سوال مطرح است که چرا هنگام راه‌رفتن روی یخ در هوای زیر صفر درجه، بخشی از آن لغزنده و شکننده است. دما که زیر نقطه انجماد است، پس چرا یخ آب شده در زیر پا قابل احساس است؟

اولین بار مایکل فارادی (Michael Faraday) شیمیدان و فیزیکدان بزرگ بیش از ۲۰۰ سال پیش این موضوع را مطرح کرد، اما محققان به تازگی این سوال قدیمی را با روش نانویی بررسی کردند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

فیزیک مملو از اسرار گوناگون است که یکی از راز‌های قدیمی، مربوط به یخ است. یخی که در زیر نقطه انجماد نیز آب می‌شود. محققان با استفاده از ابزار‌های تصویربرداری در آزمایشگاه ملی آرگونه وزارت انرژی آمریکا، پدیده‌ای را به نام پیش‌ذوب در دمای بسیار پایین شناسایی کردند. پیش‌ذوب که می‌توان آن را دلیل ذوب شدن یخ در دما‌های زیر نقطه انجماد دانست، پدیده‌ای است که موجب لیز شدن یخ می‌شود.

براساس گزارش تارنمای فیز، ایده این موضوع برای اولین بار توسط فارادی در اواسط دهه ۱۸۰۰ میلادی مطرح شد. موضوع یک لایه پیش‌ذوب و تشکیل لایه‌ای مایع‌مانند در یخ، پرسش‌های دیگری را در مورد چگونگی تبدیل آب به جامد و بخار باز می‌کند و اینکه چگونه در شرایط خاص، می‌توان به طور همزمان هر سه بخش را تجربه کرد.

محققان در مطالعه جدید، کریستال‌های یخ تشکیل شده در دمای پایین‌تر از منفی ۲۰۰ درجه فارنهایت را بررسی کردند. این گروه تحقیقاتی از مرکز نانو مواد آزمایشگاه ملی آرگونه از زیرساخت‌های موجود در این آزمایشگاه برای رشد نانوبلور‌های یخ استفاده کردند. در این پروژه از میکروسکوپ الکترونی عبوری برای مشاهده پدیده‌ها در مقیاس نانومتری استفاده شد.

به گفته جیانگو ون از محققان این پروژه، برخی مواد در اثر تابش پرتو الکترونی به آن‌ها تخریب یا دچار تغییرات جدی می‌شوند. یکی از این مواد، الکترولیت‌ها هستند که با باتری تبادل یون دارند. مطالعه این ساختار‌ها در محیط طبیعی به دانشمندان کمک می‌کند تا در توسعه باتری‌های جدید موفق‌تر عمل کنند.

اما در این پروژه، محققان برای جلوگیری از آسیب ساختاری به یخ از دز‌های بسیار ضعیف پرتو الکترونی استفاده کردند. این گروه می‌دانستند که اگر بتوانند روی یخ چنین مطالعاتی انجام دهند، بعد از آن می‌توانند روی مواد حساس دیگر نیز تحقیقات مشابه را ادامه دهند.

این گروه تحقیقاتی از نیتروژن مایع برای رشد کریستال‌های یخ روی نانولوله‌های کربنی در ۱۳۰ درجه کلوین یا منفی ۲۲۶ درجه فارنهایت استفاده کرد. مطالعات قبلی پیش‌ذوب را نزدیک به نقطه سه‌گانه آب مشاهده کرده بود. در دما و فشار‌های زیر نقطه سه‌گانه، یخ به طور مستقیم به بخار آب تبدیل می‌شود. معمولا برای بررسی رفتار آب از نمودار‌های فازی استفاده می‌شود.

تائو ژو از محققان این پروژه توضیح داد: ما در این بررسی نشان دادیم که پیش‌ذوب می‌تواند به دور از منحنی فازی اتفاق بیفتد، اگرچه نمی‌توانیم دلیل آن را تشریح کنیم.

وی ادامه داد: در ویدئویی که در طول آزمایش ضبط شد، محققان نشان دادند که دو نانوکریستال جداگانه در حال حل شدن در یکدیگر هستند، زیرا یخ تحت فشار مداوم تا ۱۵۰ درجه کلوین یا منفی ۱۹۰ درجه فارنهایت می‌رسد، اگرچه هنوز هم این بلور‌ها پایین‌تر از نقطه انجماد هستند، اما یخ یک لایه شبه مایع تشکیل می‌دهد.

این مطالعه پرسش‌های قابل توجه دیگری را بوجود آورد مانند ماهیت دقیق لایه مایع مانند چیست؟ چه اتفاقی می‌افتد اگر فشار به همراه درجه حرارت روی یخ افزایش یابد؟ این سوال‌ها می‌تواند در بررسی‌های بعدی مورد رسیدگی قرار داد.

منبع: تابناک

کلیدواژه: فساد چای دبش قاسم سلیمانی افزایش قیمت اینترنت همراه حمله تروریستی کرمان یخ فساد چای دبش قاسم سلیمانی افزایش قیمت اینترنت همراه حمله تروریستی کرمان

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.tabnak.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «تابناک» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۴۶۸۰۴۵ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

خشم خطر حمله قلبی را افزایش می‌دهد

ایتنا - آیا یک خشم طوفانی می‌تواند بر قلب تاثیر‌ بگذارد؟
تحقیقات پیشین نشان می‌دهد که بین دوره حاد خشم و افزایش خطر حمله قلبی رابطه‌ وجود دارد. محققان مرکز پزشکی ایروینگ دانشگاه کلمبیا، دانشکده پزشکی ییل، دانشگاه سنت جان در نیویورک و سایر موسسات به بررسی دلیل این ارتباط پرداخته‌اند.

برای پاسخ به این سوال، محققان باید تعدادی را عصبانی می‌کردند. آن‌ها ۲۸۰ جوان سالم را برگزیدند و آن‌ها را به طور تصادفی به چهار گروه تقسیم کردند: یک گروه کنترل که با صدای بلند اعداد را می‌شمردند و از لحاظ احساسی در حالت خنثی بودند و گروه‌های دیگر که وقایعی که آن‌ها را عصبی، غمگین و مضطرب می‌‌کرد، به خاطر می‌آوردند. محققان قبل از شروع این تحقیق و در فواصل ۱۰۰ دقیقه‌ای، از شرکت‌کنندگان آزمایش خون گرفتند و جریان و فشار خون آن‌ها را اندازه‌گیری کردند.

طبق نتایج این تحقیق، که روز چهارشنبه در مجله قلب آمریکا (Journal of the American Heart Association) منتشر شد، خشم واقعا می‌تواند بر قلب تاثیر بگذارد، زیرا نحوه عملکرد رگ‌‌های خونی را مختل می‌کند.

پژوهشگران متوجه شدند که توانایی رگ‌های خونی برای گشاد‌ شدن در افراد گروه عصبانی، در مقایسه با گروه کنترل، به میزان قابل‌توجهی کاهش یافت. این قابلیت رگ‌ها در گروه‌های غمگین و مضطرب تغییری نکرد.

گشاد شدن رگ‌ها از طریق سلول‌های اندوتلیال که داخل رگ‌های خونی را پوشانده‌اند، تنظیم می‌شود. رگ‌ها با منبسط و منقبض شدن‌، جریان خون را به قسمت‌های بدن که به آن نیاز دارند، افزایش یا کاهش می‌دهند. طبق این تحقیق، تنها مشکل گشاد شدن رگ‌های خونی بود.

اختلال در نحوه گشاد‌ شدن رگ‌های خونی از علائم اولیه آترواسکلروز به شمار می‌رود که در واقع تجمع چربی و کلسترول (پلاک) روی دیواره سرخرگ‌ها است که شریان‌ها را سفت می‌‌کند. آترواسکلروز می‌تواند به بیماری عروق کرونر قلب، حمله قلبی، سکته مغزی و اختلالات کلیوی منجر شود.

دکتر هالی میدلکاف، متخصص قلب و استاد دانشگاه یو‌سی‌ال‌ای ایالات متحده، می‌گوید ‌نتایج این پژوهش به پزشکان کمک می‌کند بیماران مبتلا به بیماری‌های قلبی را که مشکل کنترل خشم دارند، تشویق کنند که از طریق یوگا، ورزش، درمان‌های شناختی‌رفتاری یا سایر تکنیک‌های شناخته‌شده، خشمشان را مهار و مدیریت کنند.

البته محققان تاکید می‌کنند که این پژوهش آزمایشگاهی مطالعه‌ای پایه و اولیه است و باید تحقیقات بیشتری در این زمینه صورت گیرد. برای مثال دانشمندان هنوز دقیقا نمی‌دانند خشم چگونه گشاد شدن رگ‌های خونی را مختل می‌کند و این در مطالعات بعدی بررسی خواهد شد.

ضمن اینکه محققان به‌عمد شرکت‌کنندگانی را انتخاب کردند که سالم بودند و به بیماری قلبی یا سایر بیماری‌های مزمن مبتلا نبودند، زیرا این بیماری‌ها می‌توانست نتایج را مخدوش کند. این اگرچه نقطه قوت تحقیق است، محدودیت هم به شمار می‌رود، زیرا ممکن است نتایج آن برای افراد مسن و بیمار صدق نکند.  

به باور کارشناسان این تنها قدم اول است و تحقیقات آینده باید روی جمعیت‌ مبتلایان به بیماری‌های قلبی‌عروقی، مبتلایان به دیابت و نیز افراد ساکن مناطق روستایی و از اقلیت‌های قومی و نژادی مختلف نیز انجام شوند.