physics4u - Νερό παγώνει σε θερμοκρασία δωματίου

Το νερό βρέθηκε να σχηματίζει πάγο σε θερμοκρασία δωματίου εάν τοποθετηθεί μεταξύ μιας μικροσκοπικής ακίδας βολφραμίου και μιας επιφάνειας από γραφίτη.

Ο Joost Frenken και οι συνάδελφοι του στο πανεπιστήμιο του Λάιντεν στην Ολλανδία έχουν διαπιστώσει ότι το νερό δρα σαν μια κόλλα σε αυτήν την κατάσταση, κι όχι σαν ένα λιπαντικό όπως συνήθως θεωρείται το νερό. .

Η ανακάλυψη θα μπορούσε να είναι χρήσιμη στους ερευνητές που μελετούν το μικρο - και νανοηλεκτρομηχανικά συστήματα, τα οποία μπορούν να αποτύχουν εάν η τριβή μεταξύ των επιφανειών είναι πάρα πολύ υψηλή.

Οι περισσότερες επιφάνειες δεν είναι ποτέ ομαλές και απολύτως επίπεδες. Εάν δύο σώματα έρθουν σε επαφή, τότε αυτά δεν θα έρθουν σε τέλεια επαφή με όλη όλη την επιφάνεια τους, αλλά μόνο ένα μεγάλο σύνολο μικροσκοπικών επαφών.

Κάτω από κανονικές, υγρές συνθήκες, ο υδρατμός μπορεί να συμπυκνωθεί πάνω σε αυτές τις επαφές, δημιουργώντας μια μικροσκοπική "τριχοειδή γέφυρα". Αυτές οι γέφυρες συντείνουν ώστε να κάνουν τις επιφάνειες να κολλήσουν μαζί και έτσι να δυσκολεύονται να γλιστρήσουν η μία πάνω στην άλλη.

Στα πειράματα που έγιναν χρησιμοποιήθηκαν αιχμηρές ακίδες βολφραμίου επάνω από την επιφάνεια καθαρού, υψηλής ποιότητας, γραφίτη. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι σχηματίστηκαν παγωμένες γέφυρες νερού σε νανοκλίμακα -- που διατηρήθηκαν για αρκετά δευτερόλεπτα -- μεταξύ των δύο επιφανειών στη θερμοκρασία δωματίου. Σε αυτήν την διάταξη, το νερό ενέργησε όπως μια κόλλα, και όχι όπως ένα λιπαντικό, που ενώνει τις δύο επιφάνειες μαζί.

Η ομάδα θα ερευνήσει τώρα τη χρησιμοποίηση διαφορετικών υλικών για την ακίδα και το υπόστρωμα καθώς και μια ποικιλία άλλων παραμέτρων, όπως τη θερμοκρασία και την ταχύτητα των ακίδων. Θα μελετήσουν επίσης μέχρι ποιο σημείο ο πάγος συμβάλλει στην τριβή κάτω από κανονικές συνθήκες.