Co więcej, pod odpowiednio wysokim ciśnieniem staje się wysoce przewodząca. Wyniki badań zostały opisane na łamach Nature. Wcześniej tego typu nanoskalowe eksperymenty z udziałem wody nie były w stanie w pełni wyjaśnić jej zachowania. Dzięki nowym wysiłkom sytuacja uległa zmianie, a naukowcom udało się przewidzieć diagram fazowy warstwy wody o grubości jednej cząsteczki z niespotykaną dotąd dokładnością.
Czytaj też: Ten laser pozwoli zajrzeć głębiej z mniejszą energią. Przełom w mikroskopii
Okazało się, iż woda umieszczona pomiędzy membranami występuje nie tylko w eksperymentalnych warunkach, ale również w codziennym życiu, poczynając od ludzkiego organizmu, a na geologicznych formacjach kończąc. Taka poddana działaniu ekstremalnego ciśnienia woda zachowuje się zupełnie inaczej niż ta, którą pijemy. Członkowie zespołu wykorzystali metody obliczeniowe, dzięki którym udało im się przeanalizować pojedyncze warstwy wody z wysoką dokładnością.
Zauważyli, że woda zamknięta w warstwie o grubości jednej cząsteczki przechodzi przez kilka stanów skupienia, wliczając w to wodę heksatyczną i superjonową. W pierwszym przypadku woda nie zachowuje się ani jak ciało stałe, ani jak ciecz, lecz coś pomiędzy nimi. Z kolei w fazie superjonowej, która występuje przy wyższych ciśnieniach, woda staje się wysoce przewodząca. W takich okolicznościach protony przemieszczają się przez lód niczym elektrony poruszające się w przewodniku.
Wnioski płynące z badań będą bardzo wszechstronne, co jest związane ze wspomnianym już faktem: wymienione stany skupienia wody są powszechnie spotykane. W efekcie zdobyta wiedza może przełożyć się na powodzenie terapii medycznych, projektowanie wysoce przewodzących elektrolitów do baterii, odsalanie wody i beztarciowy transport płynów.
Czytaj też: Fuzja jądrowa posłuży Chińczykom do pozyskiwania energii. Padła konkretna data
Woda heksatyczna nie jest ani ciałem stałym, ani cieczą, ale stanem pośrednim, co zgadza się z wcześniejszymi teoriami dotyczącymi materiałów dwuwymiarowych. Nasze podejście sugeruje również, że ten stan może być postrzegany eksperymentalnie poprzez ograniczenie wody w kanale grafenowym. Istnienie wody superjonowej w łatwo dostępnych warunkach jest osobliwe, ponieważ stan ten jest zwykle spotykany w ekstremalnych warunkach, takich jak jądro Urana i Neptuna. Jednym ze sposobów wizualizacji tego stanu jest to, że atomy tlenu tworzą stałą sieć, a protony przepływają jak ciecz przez sieć, niczym dzieci biegnące przez labirynt. wyjaśnia główny autor badań, Venkat Kapil
