21 януари 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Описаха нова форма на леда

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 22 декември 2020 в 11:05 12890
Снимка: Pxhere

Учени са описали структурата и свойствата на нов водороден хидрат, образуван при относително ниско налягане и стайна температура. Водородният хидрат е лед с молекули на водород в структурни кухини и е интересен като потенциален икономически ефективен начин за съхранение и транспортиране на най-екологичното гориво - водородът.

Резултатите от изследването са публикувани в списание Physical Review Letters.

Ледът е много сложно вещество с много модификации. В същото време учените откриват непрекъснато нови негови форми. Физическите свойства на леда също могат да варират значително, например при високи налягания се получава симетрично разположение на водородните връзки, при което става невъзможно да се изолира една молекула вода.

При ниско налягане протоните (ядрото на водорода) се подреждат хаотично, водните молекули са ориентирани по различни начини в пространството и в кристала присъстват всички ориентации. Познатият на всички лед (включително снежинките) са с неподредени протони. Ледът може да задържа молекули газове (ксенон, хлор, въглероден диоксид, метан), образувайки газови хидрати - които често имат различна структура. Най-големият дял от природния газ на планетата Земя е под формата на газови хидрати.

В ново проучване химици от САЩ, Китай и Русия са изследвали водородните хидрати. Газохидратите са интересни не само от теоретична, но и от практическа гледна точка, тъй като могат да служат като начин за съхраняване на водород. Не се препоръчва да се съхранява водород в чист вид поради експлозивността му, а плътността на дори компресирано вещество е твърде ниска, така че учените търсят икономически изгодни начини за съхранение на този газ.

„Това не е първата ни работа върху водородните хидрати. По-рано прогнозирахме състава на нов водороден хидрат, където има две молекули водород на молекула вода. За съжаление, такъв рекорден хидрат може да съществува само при налягания над 380 хиляди атмосфери, което е непрактично. Новата ни статия е посветена на хидрати, които съдържат по-малко водород, но могат да съществуват при много по-ниско налягане“, обяснява професор Артьом Оганов от Сколковския институт за наука и технологии.

Кристалната структура на водородните хидрати е силно зависима от налягането. При ниско налягане тя има големи кухини, които професор Оганов сравнява с китайски фенери, във всяка кухина може да се настани по една молекула водород, ако налягането се увеличи, структурата става по-плътна, повече водород се вгражда в кристалната решетка, но има много по-малко степени на свобода.

Структурата на новата форма на леда. Кредит: Артем Оганов / Пресслужба на Сколтех

Експериментаторите от Института Карнеги във Вашингтон и Института по физика на твърдото тяло в Хефей (Китай) изучават свойствата на различните водородни хидрати и откриват странно поведение в един от хидратите, при който три водни молекули имат една водородна молекула. 

Справка: Novel Hydrogen Clathrate Hydrate

Yu Wang et al., Phys. Rev. Lett., DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.255702

Източник: Химики описали новую форму льда, naked science


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.