به گزارش ثریا - معمایی علمی که بیش از ۱۶۶ سال ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده بود، سرانجام پاسخی قانعکننده پیدا کرده است. این معما به پدیدهای عجیب اما بسیار مهم به نام «پیشذوب» مربوط میشود؛ پدیدهای که توضیح میدهد چرا سطح یخ، حتی در دماهایی پایینتر از نقطهٔ انجماد، کاملاً خشک و جامد نیست و میتواند با لایهای بسیار نازک و نامرئی از مادهای شبیه به مایع پوشیده شود.
به گزارش زومیت، آب در شرایط مختلف میتواند در دمای بسیار پایینتر از صفر درجه سانتیگراد مایع باقی بماند، اما یکی از شگفتانگیزترین این حالتها، وجود همین لایه نازک روی یخ است. دانشمندان از سال ۱۸۵۹ به این موضوع پی برده بودند، اما توضیحات کامل و قطعی برای آن ارائه نشده بود.
مایکل فارادی، دانشمند بزرگ قرن نوزدهم که بیشتر بهدلیل پژوهشهایش در زمینه برق و نور شناخته میشود، در سال ۱۸۴۲ متوجه شد سطح یخ میتواند حتی در دماهای زیر صفر یک لایه نازک آب داشته باشد و ۱۷ سال بعد نتایج خود را منتشر کرد.
دانشمندان معمای پیشذوب یخ را با شناسایی یک لایه آمورف جدید که مولکولهای آن بینظم اما جامدگونه هستند، توضیح دادند
فارادی مشاهده کرد که این لایه نازک میتواند بلوکهای جداگانهی یخ را به هم بچسباند و به همین دلیل است که گلولههای برف بدون خردشدن به هم میچسبند. فارادی این پدیده را «پیشذوب» نامید که کمی گمراهکننده است؛ زیرا این لایه حتی بدون ذوبشدن کل یخ شکل میگیرد، اما اصطلاح پیشذوب ماندگار شد و امروزه دانشمندان مشاهده کردهاند که چنین رفتاری در کریستالهای دیگر نیز رخ میدهد.
فیزیکدانها با روشهای مختلف وجود این لایه نازک بین یخ و هوا را تأیید کردهاند، اما هچکس هیچ توضیح کاملی که برای همه پذیرفتنی باشد، ارائه نداده بود. اکنون یک تیم تحقیقاتی عمدتاً از دانشگاه پکن موفق شده است مرحله جدیدی از این پدیده را کشف کند. آنها یک لایه اضافی را شناسایی کردهاند که حتی در دمای پایین منفی ۱۵۳ درجه سانتیگراد شکل میگیرد.
فارادی لایه مشاهدهشده را مایع میدانست، اما اکنون آن را نیمهمایع (quasiliquid) مینامند. کشف جدید لایه یخ آمورف (Amorphous Ice Layer یا AIL) است؛ یعنی مولکولهای آن مانند مایع حرکت نمیکنند، اما ساختار منظم یک کریستال را نیز ندارند.
پژوهشگران برای دیدن لایه پیشذوب، از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) استفاده کردند تا تصویر سطح یخ را با دقت اتمی ببینند. از آنجایی که مشاهده مستقیم چینش مولکولها در این لایه سخت بود، آنها از یادگیری ماشین کمک گرفتند تا ساختار واقعی سهبعدی لایهی آمورف را بازسازی کنند. ترکیب این دو روش، دیدی بسیار دقیق از چینش مولکولها فراهم کرد.
محققان توضیح میدهند که در دمای منفی ۱۵۲ درجه سانتیگراد، بینظمی پروتونها در سطح و مرزهای بین بخشهای کوچک یخ باعث ایجاد خلأ و کاهش قدرت پیوند بین مولکولها میشود. این ضعف باعث میشود ساختار کریستالی به هم بریزد و بخش کوچکی از کریستال به لایه آمورف تبدیل شود.
پژوهشگران در مقاله خود توضیح میدهند که هرچند این مطالعه به یخ اختصاص دارد، روش پیشنهادی میتواند برای بسیاری از نانوساختارها و سطوح بینظم دیگر نیز کاربرد داشته باشد. بااینحال، آنها یادآوری میکنند که نقصهای عمیقتر در ساختار یخ نیز اهمیت دارند و روشهای مورد استفاده توانایی بررسی آنها را ندارد.
پدیده پیشذوب یکی از دلایلی است که باعث میشود دانههای برف گاهی بهجای ششضلعی، شکل مثلثی داشته باشند؛ اما این پدیده صرفاً کنجکاوی علمی نیست. پیشذوبشدن در شکلگیری ابرها نقش دارد و یکی از چند توضیح رقیب برای این موضوع است که چرا میتوان روی یخ اسکیت کرد. نویسندگان مقاله همچنین معتقدند پیشذوب برای نگهداری مواد در حالت منجمد اهمیت دارد که بهاحتمال زیاد شامل اندامها و بافتهای مورد استفاده در پیوند نیز میشود.
فارادی همیشه به پدیدههای بالقوه کاربردی علاقه داشت، اما درک پدیده پیشذوب زمان زیادی برد. دلیل این تاخیر، سختی مطالعه ساختارهای سطحی بوده است؛ زیرا این سطوح با روشهای معمول کریستالوگرافی قابل بررسی نیستند.
حتی با استفاده از تکنیکهای مدرن مانند پراش الکترون کمانرژی، هنوز محدودیتهایی وجود دارد: این روشها نمیتوانند جزئیات دقیق ساختار یخ را به خوبی نشان دهند و معمولاً نتایج را میانگین میکنند (یعنی روش اندازهگیری به جای نمایش دقیق جزئیات هر نقطه از نمونه، یک تصویر کلی و متوسط از همه بخشها ارائه میدهد). به همین دلیل، بسیاری از پرسشها و ابهامات درباره سطح یخ هنوز بیپاسخ مانده بود.
منبع : یخ
هم اکنون انبوهی از سوخت رسان های آمریکایی درحال پرواز در نزدیکی تنگه هرمز هستند
گلباران پیکر مطهر رهبر شهید انقلاب توسط دانشجویان
اقتدار علمی ایران؛ محور همیشگی رهنمودهای رهبر شهید
رهبر شهید ایران در آغوش ملت ایران
تصویری از مراسم بدرقه رهبر شهید انقلاب
حضرت آیت الله جوادی آملی در جمکران بر پیکر رهبر شهید انقلاب نماز می خواند
هوش مصنوعی وارد عصر امنیت ملی میشود
بسیج همهجانبه دانشگاه آزاد برای خدمت زائران امام شهید
نگاهی به حضور کسب و کارهای مجازی در بدرقه رهبر شهید
هدایتهای روشنگرانه رهبر شهید در حوزه علم و فناوری
شماره جدید مجله دانشمند منتشر شد
چه کسی بر پیکر رهبر کبیر انقلاب نماز اقامه کرد؟
تشییع رهبر شهید انقلاب، صحنهای تاریخی برای نمایش وفاداری ملت ما است
جامعه رستگار، راهبرد رهبر شهید در امت سازی
«آیفون» به تنهایی کسی را مدرن نمیکند/اخلاق ویژه جامعه شبهمدرن شهری!
پویش ختم جمعی قرآن به یاد رهبر شهید
روایتی از نماد و معنا در انیمیشن های متاخر کودکان
کاظمی: ۵ هزار مدرسه برای اسکان زائران آماده شد
دعوت وزیر آموزش و پرورش از دانشآموزان و فرهنگیان برای حضور در آیین وداع و تشییع
میزبانی دانشگاه امیر کبیر از ۳۰۰۰ نفر از زائرین مراسم تشییع رهبر شهید
ماموریت نجات تلسکوپ ناسا آغاز شد
تعویق دوباره امتحانات نهایی دانش آموزان ممکن نیست
دعوت جهاددانشگاهی از دانشگاهیان برای حضور در مراسم تشییع رهبر شهید
تأکید بر صیانت از اقتدار ملی و تبعیت از رهبری در مذاکرات آتی
آمادگی دانشگاه علامه برای اسکان ۶ هزار زائر مراسم تشییع رهبر شهید
قابلیت جدید چت در تلگرام دردسرساز شد
توجه رهبر شهید به نخبگان؛ تحول سیاستگذاری علمی با محوریت نوآوری و نسل جوان
نقشۀ مسدودی خیابانهای منتهی به مصلی تهران
حضور سردار سید مجید موسوی در مراسم وداع با رهبر شهید انقلاب
رزمندگان هوافضای سپاه در آماده باش کامل عملیاتی
کشف یک سیاره قابل سکونت در ۲۵ سال نوری از زمین
چگونه ناتوانی دولت قاجار و ظلم دشمن، «قحطی بزرگ»را در جنگ جهانی رقم زد؟
دعوت معاون علمی رئیس جمهور از نخبگان برای حضور در آیین تشییع رهبر شهید
دعوت ستاد کانونهای مساجد از مردم برای حضور در تشییع رهبر شهید
تصویری از یادبود کودکان مظلوم و شهید میناب
بازدید سردار وحیدی از بیمارستان موقت مصلای تهران
آیا تو را تشییع میکنیم، یا بخشی از هویت خویش را؟
رقیب چینی جدید اوپن ای آی و آنتروپیک از راه رسید
جمعیت حاضر در مقابل ورودی های منتهی به مصلی تهران
رهبر شهید انقلاب اسلامی، حکمرانان را خادمان ملت میدانستند
رهبر شهید: متن تاریخ، منظومه معرفت، میراث تمدن
واکنش زینب سلیمانی به آخرین وداع با رهبر شهید در حسینیه امام
سوء استفاده آمریکا و اسرائیل از هوش مصنوعی در جنگ
هماکنون انتظار دلدادگان رهبر شهید برای ورود به مصلی تهران
بسیج اپراتورها برای مدیریت ترافیک ارتباطی در مراسم تشییع رهبر شهید
گامی تازه در درمان نابینایی برداشته شد
مرحله کتبی آزمون پذیرش فلوشیپ پزشکی برگزار شد
دعوت بسیج اساتید برای شرکت در بدرقه باشکوه پیکر مطهر آقای شهید ایران
دانشگاهها برای وداع با رهبر شهید انقلاب آماده میشوند
اسرار آیفون ۱۸پرو در وب تاریک فاش شد
«حرف دلم را قورت دادم» روایتی صمیمی برای بیان احساسات و دغدغههای نوجوانان
قابلیت تازه واتس اپ برای چت کردن بدون افشای شماره موبایل
۴.۵ میلیون دانشآموز در مدارس غیردولتی تحصیل میکنند
فراخوان روایت وداع برای ثبت خاطرات مردمی از بدرقه رهبر شهید انقلاب
استفاده دانشجویان از هوش مصنوعی نظام ارزشیابی را با چالش مواجه کرده است
وزیر آموزش و پرورش: تشدید نظارت بر عملکرد مدارس غیردولتی الزامی است
۴۰ مدرسه قرچک برای اسکان زائران مراسم وداع رهبر شهید آماده میشود
مدرسه کانون هویتسازی و پرورش عزت و امید است
لایحه ایمنی آنلاین کودکان و نوجوانان در مجلس آمریکا تصویب شد
چگونه عاشورا به سرچشمه حقیقت تبدیل شد؟
کشف این ژن راز شکست بسیاری از بارداریها را آشکار میکند
اولین تصویر تابوت متعلق به رهبر شهید انقلاب و خانواده ایشان
کاروان هنرهای نمایشی «بدرقه خورشید» راهی ۶ استان میشود
لحظهبهلحظه وداع ملت با رهبر شهید انقلاب از امواج رادیو قرآن شنیدنی میشود
گریم متفاوت بازیگر بچه مهندس پربازدید شد+عکس
علت فوت فرزاد جمشیدی چه بود؟
آزمون انتخاب سردفتر اسناد رسمی در شهریورماه برگزار میشود
حل مشکلات استخدامی اعضای هیئت علمی جدید در دستور کار دانشگاه تهران
قائممقام بنیاد ملی نخبگان: صدور مرحلهای کارت نخبگی بنیاد ملی نخبگان آغاز شد
اساسنامه جدید مؤسسات آموزش عالی غیردولتی توسط پزشکیان ابلاغ شد
تاخیر یک ساله در تشکیل جلسه شورای عالی فضای مجازی
تأمین کمکهزینه درمان زوجین نابارور/اعطای بسته سیسمونی به دانشجوی مادر
پیگیری اجرای مصوبه افزایش حقوق اساتید/بیش از ۴۰ درصد اساتید دانشگاه فاقد مسکن
۳ لایه پنهان تسلیحاتیسازی استارتاپها برای قتل عام سایبری و نظامی
رقابت جدید علمی بریکس؛ فرصت همکاری دانشمندان ایرانی با ۵ کشور عضو بریکس
اینستاگرام به دنبال شخصی سازی الگوریتم کاربران
جزئیات آزمون ارزیابی علمی متقاضیان انتقال رشته فیزیوتراپی از خارج اعلام شد
استرالیا جریمه شبکههای اجتماعی را دو برابر کرد
یک طرح جدید: یارانه غذای دانشجویان از ترم آینده مستقیم به کیف پول آنها واریز میشود
هواپیمای فضایی چین یک شیء مرموز را در مدار رها کرده است
مرحله کتبی آزمون پذیرش فلوشیپ پزشکی برگزار شد
دعوت بسیج اساتید برای شرکت در بدرقه باشکوه پیکر مطهر آقای شهید ایران
دعوت جهاددانشگاهی از دانشگاهیان برای حضور در مراسم تشییع رهبر شهید
میزبانی دانشگاه امیر کبیر از ۳۰۰۰ نفر از زائرین مراسم تشییع رهبر شهید
بسیج اپراتورها برای مدیریت ترافیک ارتباطی در مراسم تشییع رهبر شهید
بسیج همهجانبه دانشگاه آزاد برای خدمت زائران امام شهید
دانشگاهها برای وداع با رهبر شهید انقلاب آماده میشوند
گامی تازه در درمان نابینایی برداشته شد
تصویری از مراسم بدرقه رهبر شهید انقلاب
توجه رهبر شهید به نخبگان؛ تحول سیاستگذاری علمی با محوریت نوآوری و نسل جوان
نقشۀ مسدودی خیابانهای منتهی به مصلی تهران
هدایتهای روشنگرانه رهبر شهید در حوزه علم و فناوری
حضور سردار سید مجید موسوی در مراسم وداع با رهبر شهید انقلاب
دعوت معاون علمی رئیس جمهور از نخبگان برای حضور در آیین تشییع رهبر شهید
جمعیت حاضر در مقابل ورودی های منتهی به مصلی تهران
چه کسی بر پیکر رهبر کبیر انقلاب نماز اقامه کرد؟
آمادگی دانشگاه علامه برای اسکان ۶ هزار زائر مراسم تشییع رهبر شهید
تأکید بر صیانت از اقتدار ملی و تبعیت از رهبری در مذاکرات آتی
قابلیت جدید چت در تلگرام دردسرساز شد
جامعه رستگار، راهبرد رهبر شهید در امت سازی
هوش مصنوعی وارد عصر امنیت ملی میشود
حضرت آیت الله جوادی آملی در جمکران بر پیکر رهبر شهید انقلاب نماز می خواند
شماره جدید مجله دانشمند منتشر شد
تشییع رهبر شهید انقلاب، صحنهای تاریخی برای نمایش وفاداری ملت ما است
سوء استفاده آمریکا و اسرائیل از هوش مصنوعی در جنگ
ماموریت نجات تلسکوپ ناسا آغاز شد
پویش ختم جمعی قرآن به یاد رهبر شهید
بازدید سردار وحیدی از بیمارستان موقت مصلای تهران
کاظمی: ۵ هزار مدرسه برای اسکان زائران آماده شد
هماکنون انتظار دلدادگان رهبر شهید برای ورود به مصلی تهران
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.