Forskere bruger nye teknologier for at se vand som aldrig før

Fra skabelsen af ​​en enkelt dråbe til strømmen af ​​en flod og verdens hydrologiske kredsløb – hvordan vand binder sammen, og til forskellige overflader, har vidtrækkende konsekvenser. Undersøgelse af vand gennem en ny linse, en gruppe videnskabsmænd har omdefineret, hvordan denne bindingseffekt virker på niveau med det mindste molekyle.

Til dato, forskere har troet, at tynde vandfilm vokser lag for lag for at danne genkendelige væskedråber. Imidlertid, ved at visualisere vanddråber i nanostørrelse i aktion, en ny undersøgelse offentliggjort i Videnskabens fremskridt har vendt denne traditionelle model på hovedet.

Ved at kortlægge nanodråber på individuelle mineralpartikler, en gruppe forskere fra Umeå Universitet, Yale University og Pacific Northwest National Laboratory fandt, at vand "vækst" først starter nær de defekte kanter af mineraler. Derefter, tykkere vandfilm dannes, før overfladespændingen tager over for at opsluge mineraloverfladen og danne velkendte vanddråber.

For at gøre deres resultater, holdet brugte en ny cocktail af atomic force microscopy (AFM) og infrarøde lasere på Environmental Molecular Sciences Laboratory ved Pacific Northwest National Laboratory.

"Det er første gang, vi har været i stand til at se vanddråber direkte på nanoskalaen, og til vores overraskelse fandt vi en selektiv bindingseffekt ved defekte kanter af mineralske nanopartikler, " siger Sibel Ebru Yalcin, forsker, der arbejder i Malvankar Lab på Yale, og undersøgelsens første forfatter.

"Når vi ser på dette vigtige spørgsmål på en ny måde, og på nanoskala, har virkelig løst et mangeårigt mysterium i, hvordan vand binder til mineraler", siger professor Jean-François Boily, førende ekspert i mineraloverfladekemi ved Umeå Universitet.

Hans laboratorium udtænkte dette projekt og fik adgang til billedbehandlingsfaciliteterne i Environmental Molecular Sciences Laboratory. Umeå-gruppen bruger nu disse nye resultater til at undersøge, hvordan denne selektive binding af vand påvirker naturlige processer, der finder sted i jord og atmosfære.