هم مایع هم یخ؛ کشف حالتی عجیب از آب در مقیاس نانو

آب که معمولاً مایه‌ی حیات و نماد سادگی به شمار می‌آید، در واقع رفتاری بسیار پیچیده‌تر از تصور ما دارد. به‌تازگی، پژوهشگران در ژاپن کشف کرده‌اند که وقتی مولکول‌های آب در فضاهای بسیار تنگ و محدود قرار گیرند، می‌توانند هم‌زمان ویژگی‌های مایع و جامد را از خود بروز دهند؛ حالتی مرموز که نگاه تازه‌ای به رفتار این ماده‌ی بنیادین می‌گشاید.

در مقیاس مولکولی، تفاوت بین آب مایع و یخ از نحوه‌ی آرایش مولکول‌ها ناشی می‌شود. در یخ، مولکول‌های H₂O در ساختاری منظم و سفت قفل شده‌اند، اما در آب مایع، آزادانه حرکت می‌کنند و پیوندهای هیدروژنی خود را به‌طور مداوم می‌سازند و می‌شکنند.

به گفته‌ی ماکوتو تادوکورو، شیمی‌دان از دانشگاه علوم توکیو، حالت پیش‌ذوب شامل ذوب‌شدن مولکول‌های H₂O با پیوندهای ناقص پیش از آغاز ذوب کامل ساختار یخ در هنگام گرم‌شدن است. او توضیح می‌دهد که این وضعیت در واقع حالتی نوین است که در آن، لایه‌های منجمد و لایه‌هایی از مولکول‌های کند‌حرکت H₂O به طور هم‌زمان در کنار هم وجود دارند.