نظرية المياه "مقاومة للماء"

تنتج الأسطح المقاومة للماء طبقة مياه "ضعيفة"

قطرات الماء © IMSI Masterclips
قراءة بصوت عال

الماء موجود في كل مكان ، ولكن السائل لا يزال لغزا للعلماء. لذلك لم يكن من الواضح كيف تتصرف جزيئات الماء في اتصال مباشر مع الأسطح المقاومة للماء - الطاردة للماء. هل هي رقيقة أم أنها لا تزال ضيقة كالعادة؟ الآن لدى الباحثين في مجلة "Physical Review Letters" إجابة.

في المنطقة العيانية ، يكون الأمر برمته واضحًا: عندما تسقط الأمطار على الطلاء المشمع حديثًا للسيارة أو على سترة مطرزة جيدًا ، تنبعث القطرات من اللؤلؤ ، دون أن يتم ترطيب السطح. ولكن ماذا يحدث على المستوى الذري؟ تفترض نظرية تمت مناقشتها بشكل مثير للجدل أن جزيئات الماء تتراجع عن الطبقة الحدودية ، مما يخلق طبقة دقيقة من الماء "المخفف" شبه. جزيئات الماء في هذه المنطقة أقل كثافة معبأة من المعتاد.

إشعاع السنكروترون كأداة قياس

أكد فريق بحثي من جامعة إلينوي في أوربانا شامبين ومختبر أرجون الوطني بالولايات المتحدة الأمريكية هذه النظرية لأول مرة تجريبياً. أولاً ، ابتكروا سطحاً شبه مسعور من طبقة أحادية الذرة من الأوكتاديسيلان الميثيل ، ثم استخدموا إشعاع السنكروترون لقياس المسافات والكثافة في السطح المائي السطحي.

يوضح ستيف جرانيك ، أستاذ علوم المواد والكيمياء والفيزياء في Urbana-Champaign: "يمكن في بعض الأحيان تصميم التجارب السابقة في كل مرة مقابل طبقة تخفيف". "في بعض الحالات ، اقترحوا تماسكا شديد الصلابة في بعض الأماكن ، فقاعات نانوية على الآخرين. جزء من دراستنا هو معرفة سبب وجود هذه التناقضات في الأدبيات العلمية.

المنطقة الحدودية "ضعيفة"

في الواقع ، كشفت التجارب الجديدة عن طبقة من الماء "الرقيق" بسماكة جزيء واحد. بغض النظر عما إذا كان الهواء قد تم ذوبانه في الماء أم لا. لم يتم رصد فقاعات النانو. وفقا للباحثين ، إشارة إلى أنها قد تحدث بالفعل ، ولكن بالتأكيد لا تلعب دورا حاسما في تأثير طارد المياه للسطح. عرض

يقول الباحثون إن بيانات السنكروترون تظهر بوضوح التوقعات النظرية أنه عندما تصطدم المياه بسطح مسطح مسعور ، فإنها تخلق طبقة نضوب. يقول جرانيك: "في العالم الواقعي ، الذي هو أكثر تعقيدًا مما تصفه النظرية ، لا يزال يجسد جوهر الكل". "في المرة القادمة التي أرى فيها قطرات من معطف واق من المطر ، فكرتي عن كيفية تغير جزيئات الماء في معطف واق من المطر هذا."

(جامعة إلينوي في أوربانا شامبين ، 18.01.2007 - NPO)