Các nhà khoa học theo dõi cách nước chuyển từ dạng lỏng sang ... dạng lỏng

Tưởng là nước – H₂0 là thứ đơn giản, nhưng hóa ra nó cũng kì dị bất ngờ. Xét về mặt khí, thì nước lại nhẹ nhưng khi xét về mặt lỏng, thì nước là một trong những thứ dung dịch đặc nhất. Nhiệt độ đông lạnh cao mà nhiệt độ nóng chảy đều cao. Vật chất này sẽ đạt độ đặc cao nhất khi ở điểm 4 độ C cao hơn điểm đông lạnh của nó, đó sẽ là lúc nó chuyển dạng từ lỏng thành rắn.

Một bản nghiên cứu nước mới được đăng tải đã mở ra một phần tấm màn bí mật về nước.

Các nhà khoa học đang muốn khám phá những thuộc tính của nước bằng việc nghiên cứu những loại nước được xử lý đặc biệt pha thêm những hóa chất khác. Khi thay đổi nhiệt độ nước, biểu hiện của các phân tử nước sẽ khác đi, nó chuyển dạng từ nước sang ... nước. Kết quả nghiên cứu này không khỏi khiến giới khoa học lao vào tranh luận.

"Đây là thứ mà chúng tôi đã tranh cãi với nhau lâu rồi", tác giả nghiên cứu trên, giáo sư C. Austen Angell từ Đại học Bang Arizona nói với Gizmodo như vậy. Hoạt động tinh thể hóa của băng đã ngăn các nhà khoa học hiểu được chuyện gì xảy ra với dung dịch nước khi đạt điểm cực lạnh này.

Đã từ lâu, các nhà nghiên cứu quan sát các thuộc tính kỳ lạ này của nước, và tự hỏi rằng ở mức phân tử, nước hoạt động như thế nào. Một vài người nghĩ rằng việc biến đổi từ chất lỏng này thành chất lỏng khác sẽ cho phép ta hiểu được những sự kì lạ của nước. Trước đây, cũng đã có một nhóm các nhà khoa học phát hiện ra hai giai đoạn của nước khi nó đang trong trạng thái siêu lạnh (supercool - trạng thái mà đáng lẽ nó đã phải đông lạnh, nhưng nó vẫn tồn tại ở dạng lỏng). Tuy nhiên, họ không phát hiện được sự chuyển giao giữa hai giai đoạn.

Giáo sư Angell và các cộng sự đã quan sát kỹ thứ nước này, thay đổi lượng nhiệt đưa vào đó, cho vào một chất hóa học đặc biệt có tên hydrazinium trifluoroacetate, có thể ngăn được việc tinh thể hóa của nước lạnh, ngăn nó biến thành băng. Khi họ nâng và hạ nhiệt độ, họ quan sát được rằng lượng nhiệt mà nước hấp thụ biến đổi rất rõ ràng tại mốc -83 độ C.

Việc quan sát này, kèm theo một mô hình giả lập máy tính, cho ta bằng chứng rằng nước đã chuyển hóa từ dạng lỏng sang dạng lỏng, tương đương với cách nó thể hiện khi bị nung chảy từ dạng rắn sang dạng lỏng.

Nước được pha với hydrazinium trifluoroacetate.

Bởi sự can thiệp của hydrazinium trifluoroacetate nên nước không thể bị đóng băng, nó chỉ biến đổi từ dạng đặc thấp sang dạng đặc cao và ngược lại thôi. Nước, như ta vẫn biết, có hai nguyên tử hydro gắn với một nguyên tử oxy. Có nhiều điện tích dương xung quanh nguyên tử hydro, nhiều điện tích âm quanh nguyên tử oxy, khiến cho khiến nguyên tử hydro từ phân tử này gắn với nguyên tử oxy của phân tử kia, thông qua quá trình "liên kết hydro". Việc thay đổi các liên kết hydro đã khiến vật chất (nước) thay đổi giữa hai giai đoạn.

Có một nhà nghiên cứu không thuộc dự án này hết lời khen ngợi nó. "Các tác giả nghiên cứu đã cung cấp những bằng chứng đáng thuyết phục về sự tồn tại của việc nước tinh khiết có thể chuyển đổi giữa hai trạng thái lỏng", Federica Coppari, nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore, California nói. Nhưng bà cũng nói thêm rằng còn nhiều việc phải làm lắm.

Sử dụng muối để ngăn nước tinh thể hóa, thử nghiệm trong môi trường áp suất cao, ... là những ví dụ bà nêu ra. Nhưng suy cho cùng, thì tất cả mọi thử nghiệm đều chứng minh được một điều quan trọng nhất, đó là đến nước, thứ đơn giản như H₂O mà ta vẫn còn chưa hiểu hết, thì thế giới này vẫn còn nhiều điều chưa khám phá lắm.