Forskere måler elektrisk ledningsevne af rent grænsefladevand

Skoltech-forskere i samarbejde med forskere fra universitetet i Stuttgart, Karlsruhe Institute of Technology og Russian Quantum Center har opnået de første systematiske eksperimentelle målinger af den elektriske ledningsevne af rent grænsefladevand, producerer nye resultater, der markant udvider kendskabet til grænsefladevand.

Grænsefladevand kan findes overalt omkring os. Biologiske systemer, elektrokemiske anordninger, metoder til konservering af fødevarer og klimarelaterede processer, blandt andre, alle afhænger af vandets egenskaber nær grænseflader. Imidlertid, direkte adgang til de fysisk-kemiske egenskaber ved rent grænsefladevand er besværlig og forklarer, hvorfor der mangler meget at blive opdaget og forstået.

Resultaterne opnået af forskerne fra Skoltech Center for Energy Science and Technology (CEST) i samarbejde med tyske forskere giver ny og detaljeret indsigt i komplekse væsker. Opdagelsen af ​​nye elektriske egenskaber ved grænsefladevand vil klart have indflydelse på den fremtidige udvikling af elektrokemiske systemer, både til elproduktion og lagring.

"Vi brugte diamantbaseret keramik med en åben porestruktur fyldt med vand. Ved konsekvent reduktion af porestørrelsen fra 500 nm til 5 nm, vi øgede grænseflade-til-bulk-vand-forholdet til dets maksimum, på hvilket tidspunkt grænsefladevandet viste unormal DC-ledningsevne, fem størrelsesordener højere end massevandet. Vores analyse viser, at denne usædvanlige ledningsevne er en ægte iboende egenskab ved grænsefladevandet, da overfladekemien tydeligvis ikke ser ud til at være den dominerende, " siger Vasily Artemov, seniorforsker i gruppen af ​​Skoltech-professor Henni Ouerdane.

"Emnet om grænsefladevand er af enorm interesse for et bredt publikum af fysikere, elektrokemikere, klimaforskere, geologer og biologer, og vi forventer, at den forskning, vi rapporterer, vil have indflydelse på tværs af en bred vifte af videnskabelige og teknologiske områder, såsom elektrokemiske energisystemer, membranteknologier og nanofluidik, " sagde Henni Ouerdane.