En soğuk su, artık daha da soğuk!

Her şeye “buz gibi soğuk” diyoruz fakat bu tanımın bütün anlamı aslında sorgulanabilir. Suyun donma noktası, okulda bilim hakkında öğrendiğimiz ilk şeylerden biridir: 0°C. YINE DE okulda öğrendiğimiz o kadar çok şey gibi, bu konu da başlangıçta bize öğretildiğinden daha kompleks. Doğrusu suyun çoğu donma noktası var ve donması için genelde 0°C’nin fazla aşağıda sıcaklıklar gerekir. Derhal ise, akıcı kalırken suyun ne kadar soğuk olabileceği konusunda yeni bir rekor kırıldı. Bu araştırma sürecinde kazanılan data, organ naklinden havacılığa değin pek fazla kullanım alanına sahip olabilir.

0°C’nin altında, suyun hala donabileceği bir çekirdeklenme alanına ihtiyacı vardır. Çok saf, sakin su çekirdeklenme bölgelerinden yoksundur ve 0°C altındaki sıcaklıklara donmadan soğutulabilir. Bu durum daha önce de Dünya’nın kompleks bir yer olduğunu göstermek isteyenler için popüler bir misal olarak karşınıza çıkmış olabilir. Oysa, yeterince soğutursanız saflık bile suyun donmasını engelleyemez.

Houston Üniversitesi’nden Dr. Hadi Ghasemi, fazla soğutulmuş suyun ne vakit donacağını belirleyen faktörleri araştırıyor. Bu süreçte, Ghasemi ve meslektaşları Nature Communications’da en soğuk akıcı su rekorunu kırdıklarını duyurdular. Bu sıcaklık, şaşırtıcı bir şekilde -44°C olarak kaydedildi. Yani, önceki rekor kaydının 6°C altına ulaşıldı.

Gahsemi’nin yeni rekoru incitmek için kullandığı su damlaları görülemeyecek kadar küçüktü ve sadece birkaç nanometre çapındaydı. Gashemi, “birkaç nanometre boyutundaki su damlacığının donma sıcaklığının denek olarak araştırılması, çözülmemiş bir zorluk olmuştur. Burada, yeni geliştirilen metrolojiler tamamen, su damlacıklarının mikron ölçeğinden 2 nanometre ölçeğine değin donmasını araştırabildik” diyor. Makaleye kadar sorun, minik su damlacıklarının ya buharlaşacak ya da bir araya toplanacak olması, bu da onları ayrı olarak incelemeyi zorlaştırıyor.

Ghasemi, “Bir su damlası yumuşak bir arayüzle bağlantı halindeyse, donma sıcaklığının sert yüzeylerden manâlı ölçüde düşük olabileceğini bulduk” diyor.

Yazarlar, yağla çevrili alüminyum oksit membran gözeneklerine dağıtılmış boyutlarda damlacıklar koydular ve donma noktasında 10 ile 2 nanometre arasında büyük farklılıklar olduğunu bildirdiler.

Yağ olmadan, zar duvarları çekirdeklenme bölgeleri gibi davrandı ve damlacıklar 0°C veya buna yakın bir sıcaklıkta dondu. Oysa, yağdan gelen basıncın ve sert bir yüzeyin olmaması damlaları değişken tuttu.

Önceki çalışmalar, istikrarsız sudan kristal buz oluşturmak için en düşük 275 molekül gerektiğini gösteriyordu. Çapı 2 nanometreden manâlı ölçüde daha ufak olan damlacıklar, buz kristalleri oluşturacak moleküllerden yoksundur ve bu damlacıkların çekirdeklenmek için -183 ila -158°C sıcaklıklara ihtiyaç duydukları bulunmuştu, ama bu kadar ufak bir şeyin istikrarsız olarak kabul edilmesinin münakaşacı olduğu da söylenebilir.

Suyun donma noktasının esnekliğinin hakiki dünyada kullanılabilecek sonuçları da bulunuyor. Soğuk kışları atlatmanın zorluğuyla karşı karşıya kalan bazı hayvanlar, kendi antifriz kimyasallarını üretir veya ısınmak için vücutlarındaki besinleri yakar. Bazıları ise donmalarına izin verir, ancak normalde içeride buz kristalleri oluştuğunda olduğu gibi hücrelerinin yırtılmaması için bunu kendi belirledikleri şekilde yapar. Ağaç kurbağaları bu sanatın ustalarıdır, ancak bunu nasıl yaptıkları tamamen anlaşılamamıştır.

Başarılı bir taklit, hastanelerin süre baskısı altında nakil yapmak yerine organları dondurmasına veya uçak kanatlarındaki buz oluşumunu kontrol etmeye imkan sağlayabilir. Kendimiz suyu bu dek düşük sıcaklıklara soğutmasak bile, bunun nasıl oluştuğunu çakmak, bulut oluşumunun modellenmesini ve dolayısıyla hava ve iklim tahminlerini de iyileştirebilir…

Yorum yapın

Geçici Mail pdf kitap indir instagram takipçi satın al tiktok takipçi satın al