• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
07.05.2020
Сколтех
2
2 177

Измерена электропроводность приповерхностного слоя воды

4.3

Ученые Сколтеха в сотрудничестве с исследователями Штутгартского университета, Технологического института Карлсруэ и Российского квантового центра провели первые систематические экспериментальные измерения электропроводности приповерхностного слоя воды и получили новые данные, существенно расширяющие имеющиеся знания о чистой воде вблизи границы раздела сред.

Измерена электропроводность приповерхностного слоя воды / ©2d.by

Результаты исследования опубликованы в ведущем профильном журнале Journal of Physical Chemistry Letters. Знания о приповерхностном слое воды используются повсеместно. От его свойств зависит работа биологических систем, эффективность электрохимических устройств, технологий хранения пищевых продуктов, климатические процессы и многие другие явления.

Прямые измерения физико-химических характеристик приповерхностного слоя воды – крайне трудоемкая задача, поэтому для полного понимания ее особенностей и свойств предстоит провести еще немало исследований.

Результаты, полученные учеными из Центра энергетических технологий Сколтеха в сотрудничестве с немецкими исследователями, дают новое, более детальное представление о поведении сложных жидкостей. Обнаруженные электрические свойства приповерхностного слоя воды повлияют на дальнейшее развитие электрохимических систем генерации и хранения электроэнергии.

«Мы создали из наночастиц алмаза керамический материал с открытой пористой структурой и заполнили его водой. Постепенно уменьшая размер пор с 500 нм до 5 нм, мы увеличили объемную долю поверхностного слоя воды по отношению к остальному объему воды в порах до максимального значения, при котором отмечалась аномально высокая протонная проводимость на постоянном токе, на пять порядков превышающая проводимость объемной воды.

Экспериментальная установка / ©Пресс-служба Сколтеха

По нашим расчетам, необычайно высокий уровень проводимости является собственным свойством приповерхностного слоя воды, поскольку мы показываем, что химические свойства поверхности существенного влияния на протонную проводимость не оказывают», – объяснил старший научный сотрудник Сколтеха Василий Артёмов из научной группы профессора Хенни Уэрдана.

«Проблема изучения свойств приповерхностного слоя воды представляет огромный интерес для широкого круга специалистов, включая физиков, электрохимиков, климатологов, геологов, биологов и так далее. Мы ожидаем, что представленные нами результаты будут иметь ценность для многих областей науки и техники, например, электрохимических энергетических систем, разделительных мембранных технологий и нанофлюидики», – отметил Хенни Уэрдан.

Пористые наноалмазные гранулы для диэлектрического исследования воды на наноуровне. А) Гранулы толщиной 1 мм и диаметром 5 мм, сформированные из порошков различных размеров зерна наноалмазов. B) Увеличенные оптические фотографии частей гранул / ©pubs.acs.org

Исследование проводилось в сотрудничестве со специалистами двух немецких университетов (Штутгартский университет и Технологический институт Карлсруэ) под руководством доктора Василия Артёмова, который работает в Сколтехе в составе исследовательской группы профессора Хенни Уэрдана с ноября 2018 года.

Благодаря активной поддержке со стороны института, профессора Уэрдана и доктора Артёмова, удалось в короткие сроки не только спроектировать и создать в Центре энергетических технологий Сколтеха лабораторный комплекс для исследования диэлектрических свойств материалов, но и получить научные результаты мирового уровня. В настоящее время лабораторный комплекс используют российские и иностранные студенты, выполняющие небольшие исследовательские проекты в рамках программы Global Campus.

Новый лабораторный комплекс позволяет выполнять проекты в областях физической химии, материаловедения и биологии, а также на стыке этих наук. Профессор Уэрдан и доктор Артёмов нацелены на дальнейшее развитие направления широкополосной диэлектрической спектроскопии материалов. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Позавчера, 15:33
Михаил Орлов

В контексте изменений климата обычно говорят о таянии ледников, однако ученые отмечают, что некоторые крупные скопления льда на Антарктическом полуострове за последние 20 лет заметно выросли. Причиной могут быть изменения атмосферной циркуляции и перераспределение массы антарктических льдов ближе к берегу.

4 часа назад
Александр Березин

В недавней работе американских исследователей утверждается, что со временем любая быстрорастущая цивилизация заканчивает коллапсом. Это объясняло бы известный парадокс Ферми — то есть отсутствие следов внеземных цивилизаций. Однако история человечества показывает, что реальная картина, пожалуй, будет посложнее. Более реальное объяснение парадокса Ферми в свое время предложил его настоящий автор Константин Циолковский. Но верно ли и оно, мы узнаем только после открытия первой внеземной цивилизации. Naked Science решил разобраться в этом вопросе.

20 мая
Мария Азарова

Ученые предупреждают: поскольку вес современных комбайнов и прочей сельхозтехники сегодня приближается к весу самых крупных животных, когда-либо бродивших по Земле, возникает парадокс уплотнения грунта.

Позавчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

22 мая
Сергей Васильев

Распространяясь в популяциях крупных жвачных животных, паразиты незаметно оказывают мощное влияние на целые экосистемы, позволяя растительности спокойно развиваться и процветать.

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

28 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования составили таблицу ожидаемой продолжительностью жизни для собак 18 чистокровных пород и метисов. Кроме того, они узнали, кто живет дольше — суки или кобели, кастрированные или нет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

07.05.2020
-
0
+
"аномально высокая протонная проводимость на постоянном токе, на пять порядков превышающая проводимость объемной воды".?? Интересно, как ЭП измеряли на постоянном токе: какой метод? результаты впечатляют - ЭП морской воды 35 промилле = ЭП металла??
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: