کشف شکل جدیدی از یخ با چگالی کم

به گزارش ایسنا، شکل مولکولی این یخ که توسط گروهی از محققان دانشگاه نبراسکا لینکلن محاسبه شده، دارای چگالی کم و 25 درصد کمتر از کم‌چگالی‌ترین یخی است که در سال 2014 به ثبت رسیده است.

اگر این یخ به شکل مصنوعی تولید شود، هجدهمین نوع شناخته شده شکل آب و همانند اولین نوع خود خواهد بود که در آمریکا و پیش از جنگ جهانی دوم کشف شد.

شیائو چنگ زنگ، استاد شیمی و مولف این پژوهش می‌گوید که آنها محاسبات متعددی را برای تعیین دقیق چگالی این یخ انجام داده‌اند.

یک الگوریتم محاسباتی و همچنین شبیه سازی مولکولی به این تیم کمک کرد تا شکل این آب یخ زده جدید که Ice XVII نام دارد را شناسایی کنند. پیکربندی این یخ نشان دهنده نوعی کلاترات ( clathrate) است.

کلاترات به ساختارهایی گفته می‌شود که در آن مولکول‌های یک ماده که به آنها مهمان گفته می‌شود در درون شبکه‌ای از مولکول‌های ماده دیگر که میزبان نام دارند به دام می‌افتند.

در حالی که تصور می‌شد که این ساختارها تنها در صورت وجود مولکول‌های مهمان قادر به حفظ یکپارچگی خود هستند، محققان در حال حاضر محاسبه کرده‌اند که این قفس‌ها حتی در صورت عدم وجود این مواد شیمیایی در محیط نیز می‌توانند یکپارچگی خود را حفظ کنند.

تولید مصنوعی Ice XVII فرآیند آسانی نیست زیرا این نوع یخ تنها در صورتی تشکیل می‌شود که مولکول‌های آب در داخل یک محفظه بسته با فشار بسیار بالا قرار گرفته باشند.

درجه حرارت عامل مهم دیگری در شکل‌گیری این یخ است. در دمای منفی 23.3 درجه سانتیگراد، مقدار فشار مورد نیاز برای تولید این نوع یخ چهار برابر فشاری است که در عمق اقیانوس آرام قرار دارد.

با چنین میزانی از فشار، می‌توان با ایجاد خلاء در مولکول‌های مهمان، این نوع یخ را تولید کرد.

تیم زنگ تحت تاثیر شگفتی آشکار یخ معمولی قرار گرفته‌اند که این سیاره را برای میلیاردها سال تحت پوشش قرار داده است.

چگالی کم این یخ از سطح زیرین آب حفاظت می‌کند. اگر این یخ چگالی بیشتری داشته باشد، از پایین به سمت بالا و سطح یخ زده و مانع از رشد و شکوفایی گیاهان و جانوران می‌شود.

اخبار علمی - ایسنا

ویدیو مرتبط :
کشف دو توله شیر کاملا سالم یخ زده در یخ های سیبری

---

خواندن این مطلب را به شما پیشنهاد میکنیم :

کشف شکل جدیدی از انتقال اطلاعات در مغز

محققان توانستند امواج مغزی با حرکت آهسته را شناسایی کنند که تنها توسط میدان الکتریکی ضعیف مغز هدایت می‌شوند. پیش از این تصور می‌شد که این مکانیسم بطور کلی قادر به انتشار سیگنال‌های عصبی نباشد اما اکنون بنظر می‌رسد که مغز از آن برای ارتباط‌گیری بدون انتقال سیناپسی، اتصالات شکاف‌دار و یا انتشار بهره می‌برد.

محققان با ثبت اسپایک‌های عصبی که با سرعت بسیار آهسته‌ای با ابزارهای متداول حرکت می‌کردند و حاکی از وجود یک عامل هدایتگر دیگر بودند، به این نتیجه رسیدند. آن‌ها مدعی هستند که تنها توضیح ممکن برای حمل اطلاعات به این شکل، ‌وجود یک میدان الکتریکی ضعیف است.

دانشمندان این نظریه را با مدلسازی رایانه‌ای و همچنین مشاهده فعالیت بخش هیپوکامپ مغز موشها که مسؤول حافظه و جهت‌یابی مکانی است،‌ مورد آزمایش قرار دادند. اگرچه میدان الکتریکی بسیار ضعیف و دارای دامنه حدود 2.6 میلی‌وولت/میلیمتر بود، اما دانشمندان دریافتند که این میدان پس از آغاز با یک سلول یا گروهی از سلول‌ها توانست نورون‌های همسایه را تحریک کند که در مقابل، آن‌ها نیز نورون‌های همسایه را تحریک کردند.

این امر منجر به گسترش سیگنال‌ها در کل مغز با سرعت حدود 10 سانتیمتر در ثاینه شد.

محققان با متوقف کردن میدان مغناطیسی و همچنین افزایش فاصله بین سلول‌ها در مدل رایانه‌ای دریافتند که می‌توان سرعت این موج را کاهش داد. این یافته‌ها باور آن‌ها در مورد تاثیرگذاری میدان الکتریکی ملایم بر انتشار این گونه از سیگنال‌های مغزی را تقویت کرد.

به گفته دانشمندان، مکانیسم جدید می‌تواند در انتشار سیگنال‌های عصبی مانند خواب و امواج بتا و همچنین امواج تشنج صرع موثر باشد. آن‌ها اکنون در حال بررسی نقش این مکانیسم در صرع و عملکرد عادی مغز هستند.

این یافته‌ها در مجله Neuroscience منتشر شده است.

 

اخبار علمی - ایسنا