Sıvı hâl ve suyla ilgili bildiğinizi düşündüğünüz hey şeyi unutun..!
Su, Dünya üzerindeki en temel moleküllerden biridir. Temel olarak bir sıvı hal durumunda bulunduğunu düşündüğümüz suyun aslında öyle olmayabileceği ortaya çıkarıldı. Bilim insanları, maddenin gerçekte ne denli tuhaf olabileceğini daha henüz kavramaya başlıyorlar.Bahsedeceğimiz olay şu ki: Araştırmacılar, suyun yapı ve yoğunluk bakımından büyük farklılıklar gösteren bir sıvı fazında değil, “iki farklı” sıvı fazda var olduğunu keşfettiler.
Dünyanın en basit elementi olan Hidrojen'de(H) yeni özelliklerin ortaya çıkmasına benzer olarak, şimdi bilim insanları suyun yapısının ne kadar karmaşık olduğunu keşfediyor.
İki Sıvı Hâl
Dünyadaki en temel moleküllerden biri olduğu kabul edilen su (H2O), bir değil iki farklı sıvı hâl içeriyor olabilir. Bu keşfi, İsveç’teki Stockholm Üniversitesi’nden bazı araştırmacılar yaptı ve ekip bulgularını Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)’da yayınladı.
Neredeyse hepimize, suyun üç farklı fazda olduğu öğretiliyor: sıvı su, katı buz ve su buharı. Fakat durum bu kadar basit değil. Su, tuhaf bir plazma benzeri fazda daha bulunabiliyor.
Bilim insanları şimdiye kadar sıvı suyun bildiğimiz diğer sıvılardan farklı yetmiş özelliğini keşfetti. Sıvı suyun birden fazla faza, mesela iki sıvı hâl gibi, sahip olduğu konusu uzun zamandır tartışılıyordu. Bu tartışmanın kaynağı, "Suyun yüksek ve düşük yoğunlukta iki farklı formda buz olarak bulunuyor olması"nın bilinmesiydi. Bu nedenle araştırmacılar, sıvı suyun da iki farklı formunun olabileceğinden şüpheleniyordu, fakat şimdiye kadar kimse bu moleküler düzeydeki değişimleri anlayacak kadar detaylı bir çalışma yapmamıştı.
Bu yeni çalışmada; suyun amorf, camsı, donmuş bir sıvı hâl durumundan, viskoz bir sıvıya ve sonra daha az yoğunlukta ve daha viskoz bir sıvı hâle geçişi esnasında suyun H2O molekülleri arasındaki hareketini ve mesafesini görüntülemek için, iki farklı X-Ray görüntüleme tekniği kullanıldı. Gözlemler, suyun iki farklı sıvı formunun kanıtıydı.
- Suyun, buz kristalleşmesinin yavaş olduğu düşük sıcaklıklarda iki farklı sıvı olarak var olabileceği sonucuna ulaşıldı. Yani, sıvı suyun yüksek ve düşük yoğunluklu formlar arasında dalgalandığı gözlemlendi. Kullanılan iki farklı X-ray cihazları, her iki formun da gerçekten sıvı fazlar olduğunu doğruladı.
Araştırmacılardan Fivos Perakis; "Özellikle düşük sıcaklığa sahip olan numunenin iki sıvı hal arasında dönüşümünü izleyebiliyoruz ve sıvılar için tipik olan difüzyonun olduğunu görüyoruz" diyor.Suyun kendisini diğer sıvılardan ayıran eşsiz birçok garip özelliği göz önüne alındığında, böylesi garip özelliklere sahip olması esasında şaşırtıcı değil.
- Görünüşe göre, oda sıcaklığındaki su, yüksek veya düşük sıcaklıktaki iki formundan hangisinde bulunması gerektiğine karar veremiyor ve bu iki faz arasında bir dalgalanma yaşıyor. Yani, suyun çok karmaşık bir sıvı olmadığını, esasında iki sıvı hal arasında karmaşık ilişkiler yaşayan basit bir sıvı olduğunu söyleyebiliriz.
Peki, bu bize ne sağlar?
Suyun farklı sıcaklıklarda ve farklı basınçtaki davranışlarını anlamak, araştırmacıların pratikte suyu daha iyi arıtma ve tuzdan arındırma süreçlerini geliştirmelerinde yardımcı olabilir.Bununla birlikte daha büyük ölçekte, suyun yaşam için gerekli olan tuzlar ve biyomoleküllerden nasıl etkilendiğini görmemize yardımcı olabilir.Suyun daha da tuhaflaşan bu özellikleri, suyu, yaşamın ön koşulu haline getiriyor. Aynı koşulların dış gezegenlerde de geçerli olduğu varsayıldığında; bu durum, Dünya’nın ötesinde suyun yerini ve potansiyel yaşamı tespit etmemize yardımcı olabilir.
