Έλληνας ερευνητής ρίχνει φως στις περίεργες ιδιότητες του νερού και του πάγου
Καλά Νέα

Έλληνας ερευνητής ρίχνει φως στις περίεργες ιδιότητες του νερού και του πάγου

Μια νέα διεθνής έρευνα με επικεφαλής έναν Έλληνα ερευνητή αποκαλύπτει πως δεν υπάρχει μόνο μια μορφή υγρού νερού, αλλά δύο, οι οποίες έχουν μάλιστα μεγάλες διαφορές στη δομή και στην πυκνότητά τους.

Οι περισσότεροι από εμάς γνωρίζουμε ότι το νερό είναι απαραίτητο για την ύπαρξή μας στον πλανήτη Γη. Είναι λιγότερο γνωστό ότι το νερό έχει πολλές παράξενες ή ανώμαλες ιδιότητες και συμπεριφέρεται πολύ διαφορετικά από όλα τα άλλα υγρά. Μερικά παραδείγματα είναι το σημείο τήξης, η πυκνότητα, η θερμική ικανότητα. Συνολικά, υπάρχουν περισσότερες από 70 ιδιότητες του νερού που διαφέρουν από τα περισσότερα υγρά. Αυτές οι ανώμαλες ιδιότητες του νερού αποτελούν προϋπόθεση για τη ζωή όπως την ξέρουμε.

Οι ερευνητές από τη Σουηδία, τις ΗΠΑ και τη Γερμανία, με επικεφαλής τον μεταδιδακτορικό ερευνητή Φοίβο Περάκη του Πανεπιστημίου της Στοκχόλμης, ειδικό στην οπτική φασματοσκοπία υψηλών ταχυτήτων, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS).

“Η νέα αξιοσημείωτη ιδιότητα είναι ότι διαπιστώνουμε ότι το νερό μπορεί να υπάρχει ως δύο διαφορετικά υγρά σε χαμηλές θερμοκρασίες όπου η κρυστάλλωση πάγου είναι αργή”, λέει ο Anders Nilsson, καθηγητής Χημικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης. Η πρόοδος στην κατανόηση του ύδατος ήταν δυνατή μέσω ενός συνδυασμού μελετών που χρησιμοποίησαν ακτίνες Χ στο Εθνικό Εργαστήριο Argonne κοντά στο Σικάγο, όπου αποδείχθηκαν οι δύο διαφορετικές δομές και στο μεγάλο εργαστήριο των ακτίνων Χ DESY στο Αμβούργο, όπου η δυναμική μπορούσε να διερευνηθεί και απέδειξε ότι οι δύο φάσεις ήταν πράγματι αμφότερες υγρές φάσεις. Το νερό μπορεί έτσι να υπάρχει ως δύο διαφορετικά υγρά.

“Είναι πολύ συναρπαστικό το γεγονός ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις ακτίνες Χ για να καθορίσουμε τις σχετικές θέσεις μεταξύ των μορίων σε διαφορετικές χρονικές στιγμές”, λέει ο Φοίβος Περάκης, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης. Η έρευνα του επικεντρώνεται στην υπεριώδη οπτική φασματοσκοπία. “Έίχαμε την δυνατότητα να ακολουθήσουμε τον μετασχηματισμό του δείγματος σε χαμηλές θερμοκρασίες μεταξύ των δύο φάσεων και να δείξουμε ότι υπάρχει διάχυση, όπως είναι χαρακτηριστικό για τα υγρά”.

Όταν σκεφτόμαστε τον πάγο, τον έχουμε στο μυαλό μας στην κρυσταλλική φάση, αλλά η πιο κοινή μορφή πάγου στο πλανητικό μας σύστημα είναι άμορφη και διαταραγμένη σε μοριακό επίπεδο. Υπάρχουν δύο μορφές άμορφου πάγου, μία με χαμηλή και μία με υψηλή πυκνότητα. Οι δύο μορφές μπορούν να αλληλομετατρέπονται και υπήρξαν εικασίες ότι μπορούν να σχετίζονται με μορφές υγρού ύδατος χαμηλής και υψηλής πυκνότητας. Η πειραματική διερεύνηση αυτής της υπόθεσης ήταν μια μεγάλη πρόκληση που έχει ξεπεράσει τώρα η ομάδα της Στοκχόλμης.

Αυτά τα νέα αποτελέσματα όχι μόνο δημιουργούν μια γενική κατανόηση του νερού σε διαφορετικές θερμοκρασίες και πιέσεις, αλλά και πως το νερό επηρεάζεται από άλατα και βιομόρια σημαντικά για τη ζωή. Επιπλέον, η αυξημένη κατανόηση του νερού μπορεί να οδηγήσει σε νέες ιδέες για τον τρόπο καθαρισμού και αφαλάτωσης του νερού στο μέλλον. Αυτή θα είναι μια από τις κύριες προκλήσεις για την ανθρωπότητα εν όψει της παγκόσμιας αλλαγής του κλίματος.

Ο Φ.Περάκης αποφοίτησε το 2008 από το Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης και πήρε το διδακτορικό του το 2013 στη φυσικοχημεία από το Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης, με αντικείμενο τη μελέτη του νερού. Ακολούθησε μεταδιδακτορική έρευνα στο Εργαστήριο του επιταχυντή SLAC και στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ της Καλιφόρνια, την οποία πλέον συνεχίζει στο Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης.

ΠΡΟΣΘΕΣΕ ΤΟ ΣΧΟΛΙΟ ΣΟΥ