A pesar de ser una de las sustancias más familiares del mundo, el agua contiene muchas privacidad que los científicos aún están trabajando para comprender. Cuando se limitan a espacios extremadamente pequeños, como proteínas específicas, minerales o nanomatoriales artificiales, el agua se comporta de tal manera que su líquido a granel es muy diferente de la forma. Estos efectos de cautiverio son importantes para muchos procesos naturales y técnicos, incluido el control del flujo de iones a través de las características de la membrana celular y los sistemas nanofluyos.
Una preocupación por el agua restringida todavía se entiende mal en un “estado de premolia”. En esta etapa única, el agua se comporta como si estuviera simultáneamente helado y derretido, negando así el líquido ordinario o la clasificación dura. Sin embargo, ha resultado difícil estudiar el estado de prematir y otras dinámicas limitadas del agua. Aunque las técnicas como la dispersión (ejemplos: análisis de rayos X) son útiles para identificar átomos sin hidrógeno, no son lo suficientemente sensibles como para capturar la velocidad de la velocidad de rotación a escala de picosegundos de hidrógeno y la velocidad de las moléculas de agua separadas.
Según un estudio reciente, la profesora Fumia Kobashishi y el estudiante de doctorado en primer año, el Sr. Tomoa Namiki, junto con Namiki, han renovado el misterio de la Universidad de Ciencias de la Universidad de Tokio, Japón. Su artículo, publicado en línea Revista American Chemical Society El 27 de agosto de 2025, utilizaron el espectro de resonancia magnética atómica de Dautium sólida estática (RMN), afirmando que un cristal molecular y un estado de premiación cuentan con un cristal molecular y un estado premelaz para monitorear el agua limitada clasificada en nanoporos hidrofílicos.
Para realizar sus experimentos, el equipo hizo cristales como varillas hexagonales, con canales quo-uno-dimensionales con aproximadamente 1.6 nm de diámetro y los llenó en agua pesada (D2O). {(C (d) mide el espectro de RMN de cristal único2Bim)3) (TMA) .20 D2O}norte A la temperatura de la casa, los investigadores pudieron garantizar la existencia de una estructura clasificada de tres niveles en la molécula de agua que estaba en la molécula de agua. Los cuernos únicos observados en el espectro son similares a cada estructura en capas y las interacciones de enlace de hidrógeno coinciden con el agua limitada entre sí, lo que proporciona evidencia clara de organizaciones de múltiples capas. Además, el volumen de agua unido al agua en el nanoporo cultiva el hielo en una estructura separada del hielo y primero se derrite a través de una estructura pervertida de unión de hidrógeno, lo que conduce a la formación de una condición premantada.
Para lograr la visión de la condición de premolitia, los investigadores calentaron gradualmente el cristal de la baja temperatura para obtener agua del estado helado. Han monitoreado cambios distintos en el espectro de RMN que confirmaron una transformación de fase en el estado de premolia y sus mediciones han revelado la presencia de dos estados aparentemente contradictorios. “La H unida a hidrógeno está involucrando la fusión de H unida a hidrógeno2O Antes de que toda la estructura de hielo congelado comenzara a derretirse durante el proceso de calefacción. Básicamente forma un episodio elegante de agua donde Frozen H2O nivel y moviendo lentamente H2O Coexistencia“El profesor Tadokoro explicó.
Los investigadores han medido el tiempo de relajación de spin-statis para determinar la cantidad de movilización de rotación de las moléculas de agua pesada en esta nueva etapa. La energía de activación para el estado de premolitia estaba lejos del hielo a granel, pero el tiempo de relación mutua fue significativamente cerca del agua líquida a granel. En pocas palabras, significa que las ubicaciones de las moléculas de agua estaban relativamente fijas porque alguien esperaría una energía, sus velocidades de rotación eran extremadamente rápidas y líquidas.
En conjunto, estas misiones desarrollan una comprensión más extensa de cómo el cautiverio extremo trata el agua. Aclaran aspectos estructurales y dinámicos importantes, que son importantes para comprender cómo el agua y los iones se propagan a través de proteínas y membranas biológicas. Mirando hacia el futuro, estas ideas también pueden conducir a una innovación práctica. “Al crear nuevas estructuras de red de hielo, es posible almacenar gas fuerte como hidrógeno y metano y desarrollar materiales a base de agua como hidratos de gas artificial“Dice el profesor Tadokoro. Controlar las características de unión de agua basadas en la estructura de hielo puede producir materiales hidroeléctricos nuevos, baratos y seguros.
En general, este estudio eventualmente demuestra que una sustancia común como el agua todavía mantiene la privacidad básica de esperar para desbloquearse.
Este trabajo fue apoyado por JSPS Kakeni Grant-in-Iid (b) JP23K266672 y JSPS Kakenahi Grant-in-Aid-Aid-in-Caria Científicos apoyaron a JP 23 K23 para el Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología para Científicos.
