Jele Benzeyen Bu Buz Şimdiye Kadar Keşfedilen En Hafif Su Şekli Oldu

Dondurucularımızdan alıp kullandığımız buz küpleri, 17 farklı şekilde olabilen buz çeşitlerinden sadece bir tanesidir ve bu araştırma sayesinde, 18. şeklin ortaya çıkarılması da çok uzak değil. Araştırma ekibi, sınır koşullar altında suyun kimyasal mekanizmasının nasıl çalıştığı hakkında, bize daha fazla bilgi verebilen gözenekli bir çeşit olan, hafif “aerobuz” (buz aerojeli) keşfetti.

“Normal buz” daki su, ortam basıncında soğur ve molekülleri altıgen şeklinde düzenlenmiş katı bir kristal halinde donar.

Ancak her oluşan buz çeşidi bu altıgen yapı halini almaz. Basınç ve sıcaklık, suyun moleküler düzeyde alabileceği milyonlarca yapılanmayı etkiler. Altıgen buz ve üst atmosferimizde nadiren oluşan kübik buz,  Dünya’da kendiliğinden doğal olarak oluşan iki formdur. Diğer buzlar dış gezegenlerde veya dış gezegenlerin atmosferlerinde bulunabilir.

Atmosferik basınç veya daha yüksek basınç seviyelerinde, su molekülleri sıkıştırılır ve normal buzdan daha yoğun bir katı halinde dondurulur.

Ancak basınç bu seviyenin altına düştüğünde, içinde molekülden daha fazla hava bulunan, daha az yoğun, hafif bir kristal haline gelir.

Bugüne kadar yalnızca iki tür düşük yoğunluklu buz biliyoruz. Bunlardan biri normal buz yoğunluğunun %80’i yoğunluğunda olan boşluklu fulleren buzudur. Diğeri ise  mineral esaslı zeolitlerin yapısını taklit eden ancak Lego kuleleri gibi su molekül bloklarından inşa edilen ve normal buz yoğunluğunun %50 ila %90’ı arasında olan zeolitik buzlardır. Fakat dahada hafif olan buz yapıları şimdiye kadar fark edilmemişti.

Moleküler Direkler

Japonya’daki Okayama Üniversitesi’nden Masakazu Matsumoto, “Kısa süre önce iki tane düşük yoğunluklu buz bulunduğunu fark ettik, ancak dünyanın bu kadar geniş olduğunu hiç bilmiyorduk. Bu Yeni Dünya’yı deneysel olarak keşfetmek için bir haritaya ihtiyacımız var” diyor.

Masakazu ve ekibi, bu yeni buz türünü bulmak için moleküler Jenga oynamışlar, mevcut zeolitik buz yapılarını kaldırıp yeniden yapılandırarak daha hafif hale getirmişler. Bu amaçla 300’den fazla, farklı nano ölçekli yapıların birebir benzerlerini yaptılar ve yapıların düşük basınç altında ne derecede sağlam olduklarını değerlendirdiler. Aerobuzlar, 0 kelvin civarında kararlı haldeydi ancak sıcaklık arttıkça daha kararsız oldu.

En düşük yoğunluktaki aerobuzun; büyük, havadar bir sarayda zemini ve tavanını birbirinden ayıran direkler gibi hareket eden su moleküllerinin, boğum oluşturma ve birbirine yapışma biçimleri ile modellenebileceğini buldular.

Matsumoto, bunun gibi birçok buzun bilgisayar simülasyonlarıyla bulunabileceğini düşünüyor ancak düşük basınç ve düşük sıcaklık koşulları gerekli olduğu için gerçek dünyada çok düşük yoğunluklu buzlar yaratmanın zor olacağını söylüyor.

Londra Akademi Üniversitesi’nden Christoph Salzmann, bu çalışmanın su moleküllerinin nasıl davrandığını anlamamıza yardımcı olacağını söyledi. “Bu çalışma bize ardından kovalamamız gereken bir şey sunuyor. Şimdi bu çocuklar bu muhteşem yapıları öngördüklerine göre, bir sonraki adım aslında gidip onları yapmak olacaktır “diyor.

Kaynak : newscientist.com

2016 yılında Marmara Üniversitesi Kimya Mühendisliği bölümünde lisans eğitimini bitirdi. Şu anda İnovatif Kimya dergisinde haber çeviri ekibinde ilgi duyduğu bilimsel alanlarda ingilizce çeviri yaparak hem sektörleri takip edip kendini geliştirmeyi, hem de insanlığa faydalı işler yapmayı amaçlamaktadır.
×
2016 yılında Marmara Üniversitesi Kimya Mühendisliği bölümünde lisans eğitimini bitirdi. Şu anda İnovatif Kimya dergisinde haber çeviri ekibinde ilgi duyduğu bilimsel alanlarda ingilizce çeviri yaparak hem sektörleri takip edip kendini geliştirmeyi, hem de insanlığa faydalı işler yapmayı amaçlamaktadır.