В ультратонких порах вода ведет себя как твердое тело и жидкость одновременно

Исследователи показали, что в нанометрово узких пространствах вода переходит в гибридное состояние предплавления: молекулы фиксированы в позициях, как в твердом теле, но способны свободно вращаться, как в жидкости. Такой режим удается стабилизировать только в строго контролируемых условиях.

Эксперименты проводили с тяжелой водой D2O в каналах синтетических кристаллов шириной до 1,6 нм. Статическая твердотельная дейтериевая ЯМР‑спектроскопия выявила иерархическую трехслойную структуру с разными типами движения и прочностью водородных связей. Наблюдаемая тонкая «жидкая» пленка на льду — лишь поверхностный аналог. В объеме и при сильном ограничении формируются сложнее организованные фазы.

Практический потенциал связан с хранением энергетических газов, созданием искусственных газовых гидратов и мембран с уникальной селективностью. Наноструктурированная вода может обеспечивать регулируемую теплопроводность и стабильность, однако масштабирование и стоимость остаются вызовами. Перспективно сочетать водные наноструктуры с доступными материалами‑носителями.

Аномалии воды усиливаются в наномире: возможны сверхохлажденные жидкости при близких к нулю температурах и быстрые перекристаллизации при нагреве. Электрические свойства (диэлектрическая проницаемость, проводимость, поляризация) резко зависят от степени ограничения. Баланс водородных связей и теплового движения под влиянием поверхностей и квантовых эффектов порождает режимы, невозможные в объемных образцах.

Для корректной оценки подобных работ важны: сочетание независимых методов (спектроскопия, моделирование), четкое описание экстремальных условий и воспроизводимость результатов независимыми группами.

Обратите внимание: Пользователи смартфонов с Android заметили крупные сбои после обновления: телефоны перестают работать