bé với môi trường
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (161.3 KB, 1 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<b>Điện tích có thể làm thay đổi điểm đông đặc của nước</b>
Một nghiên cứu đăng trên tạp chí Science, số ra ngày 5 tháng 2, tường thuật rằng nước có thể
đơng đặc ở những nhiệt độ khác nhau tùy thuộc vào bề mặt mà nó nằm trên đó là tích điện dương
hay âm. Dưới những điều kiện nhất định, nước thậm chí cịn đơng đặc khi nó nóng lên.
“Chúng tơi rất, rất ngạc nhiên trước kết quả này”, đồng tác giả của nghiên cứu trên, Igor
Lubomirsky thuộc Viện Khoa học Weizmann ở Rehovot, Israel, nói. “Có nghĩa bằng cách điều
khiển điện tích bề mặt, hoặc dương hoặc âm, bạn có thể kìm hãm sự hình thành băng hoặc thúc
đẩy sự hình thành băng”.
<i>Một bình quan sát chưa bao giờ sơi, nhưng một bình tích điện thỉnh </i>
<i>thoảng lại đơng đặc.</i>
Nước thường hay đơng đặc bằng cách hình thành một tinh thể băng
xung quanh một hạt bụi hoặc một số tạp chất khác. Khơng có điểm khởi
đầu đó, nước vẫn ở thể lỏng dù dưới điểm đơng đặc của nó, xuống tới
khoảng -42 độ Celsius. Nước siêu lạnh này có ích trong tự nhiên và
trong phịng thí nghiệm, từ lồi ếch và lồi cá sống sót qua mùa đơng
kéo dài cho đến sự bảo quản đông lạnh của máu và các mô.
Các nhà khoa học đã nghi ngờ trong hàng thập kỉ qua rằng người ta có thể điện trường để kích
hoạt sự đơng đặc ở nước siêu lạnh. Một phân tử nước có một chút điện tích dương ở một đầu và
một chút điện âm ở đầu kia, nên điện trường có thể đưa các phân tử nước thành dạng rắn bằng
cách sắp thẳng hàng chúng theo điện tích.
Nhưng những thí nghiệm trước đây nhằm tìm hiểu xem điện trường có thể tác động đến sự đông
đặc hay không thật rắc rối bởi các chất liệu được sử dụng. Những chất giữ điện tích tốt nhất là
những kim loại, nhưng như bất kì ai từng cố gắng mở cánh cửa xe hơi sau một cơn bão tuyết đều
rõ, băng hình thành dễ dàng trên kim loại mà khơng cần điện tích gì cả.
“Nếu bạn thử làm thí nghiệm này với kim loại, thì bạn chẳng biết cái gì do điện trường gây ra và
cái gì do chính kim loại mang lại”, Lubomirsky nói. “Chúng ta muốn biết điện tích có ảnh hưởng gì
hay khơng, hay là cái gì đó đặc biệt ở kim loại”.
Thay cho kim loại, Lubomirsky và các đồng nghiệp của ông sử dụng một chất liệu hỏa điện, chất
có thể hình thành một điện trường tồn tại ngắn khi nóng lên hoặc lạnh đi. Các nhà nghiên cứu sử
dụng bốn tinh thể hỏa điện, mỗi tinh thể đặt bên trong một bình chứa bằng đồng. Mặt dưới của hai
tinh thể được tráng chromium để dẫn điện tích, và hai tinh thể kia thì tráng nhơm oxide để giữ bề
mặt khơng tích điện.
Các nhà nghiên cứu đặt cơ cấu thí nghiệm trong một căn phịng ẩm ướt và giảm nhiệt độ máy
điều nhiệt cho đến khi các giọt nước hình thành trên mỗi tinh thể, sau đó làm lạnh căn phịng thêm
cho đến khi nước đơng đặc.
Khi khơng có điện tích nào trên mặt, trung bình nước đơng đặc ở - 12,5 độ C. Nhưng với bề mặt
tích điện dương, nước đơng đặc ở nhiệt độ tương đối êm dịu, - 7 độ C. Và với bề mặt tích điện
âm, băng hình thành, tính trung bình, ở nhiệt độ đơng lạnh – 18 độ C.
“Tác dụng mạnh của điện tích thật là kịch tính”, phát biểu của nhà vật lí Gene Stanley ở trường
Đại học Boston. Ơng cịn nói rằng tính đơn giản của thí nghiệm trên có nghĩa là “nó là thứ hầu như
chắc chắn đúng”.
Lubomirsky và các đồng sự còn làm cho nước đông đặc bằng cách tăng nhiệt độ của nó. Các giọt
nước vẫn ở trạng thái lỏng tại -11 độ C trong thời gian lên tới 10 phút trên một bề mặt tích điện
âm. Nhưng sau khi điện tích âm bị khử đi, thì việc làm nóng căn phịng lên – 8 độ C là đủ để cảm
ứng một điện tích dương trên tinh thể hỏa điện và làm nước đơng đặc.
“Đó là một hành trạng rất kì dị”, nhà vật lí khí quyển Will Cantrell thuộc trường Đại học Cơng nghệ
ở Houghton, bình luận. “Trong trường hợp này, trên chất liệu đặc biệt này, nếu bạn làm ấm nó lên,
bạn có thể làm cho nó đơng đặc”.
Đồng tác giả Meir Lahav, cũng ở Viện Weizmann, nói phản ứng của nước với điện tích có lẽ phụ
thuộc vào mức độ sắp thẳng hàng của các phân tử nước trên bề mặt mà chúng đơng đặc, mặc dù
cần có thêm nghiên cứu để tìm ra chính xác cái gì đang diễn ra.
“Các phân tử nước sẽ sắp hàng khác nhau, nên tôi dè chừng rằng sự khác biệt này sẽ ảnh hưởng
đến nhiệt độ đơng đặc của băng”, Lahav nói. “Nhưng tơi khơng trông đợi một sự khác biệt lớn như
vậy. Tôi rất vui mừng thấy được điều đó”.
Mặc dù ơng khơng có kế hoạch đặc biệt nào nhằm khai thác hiệu ứng trên cho những ứng dụng
thí dụ như sự đơng đặc đơng lạnh hoặc gieo mây, nhưng Lahav nói đội của ơng đã đăng kí một
bằng sáng chế.
</div>
<!--links-->
