Phillip Hopkins
0 
2834
433
Hvis renlighed er ved siden af gudsfrygt, er dette en guddommelig dråbe.
Forskere ved Wien University of Technology meddelte i går (23. august), at de har skabt den reneste vanddråbe i verden.
Dette ultrapure vand kan hjælpe med at forklare, hvordan selvrensende overflader, såsom dem belagt med titandioxid (TiO2), bliver dækket af et mystisk lag af molekyler, når de kommer i kontakt med luft og vand.
"Vi havde fire laboratorier [rundt om i verden], der studerede dette og fire forskellige forklaringer på det," sagde studieco-forfatter Ulrike Diebold, en kemiker ved Wiens teknologiske universitet. [Den mystiske fysik af 7 dagligdags ting]
I lyset af dagen
Når TiO2-overflader udsættes for ultraviolet lys, reagerer de på måder, der "spiser op" organiske forbindelser på dem, fortalte Diebold. Dette giver disse overflader et antal nyttige egenskaber; for eksempel vil et TiO2-coated spejl afvise vanddamp selv i et dampende badeværelse.
Men lad dem være i et mørkt rum for længe, sagde Diebold, og den mystiske snavs dannes.
De fleste af de foreslåede forklaringer herpå involverer en slags kemisk reaktion med den omgivende vanddamp. Men Diebold og hendes kolleger anvendte den ultraklene vanddråbe på overfladen og viste, at vand alene ikke får filmen til at vises.
At skabe den superclean dråbe var dog en udfordring. Som tidligere rapporteret, forurenes vand meget let med sporurenheder, og der findes ikke helt rent vand.
For at komme så tæt på perfekt ren som muligt, sagde Diebold, var hendes team nødt til at designe en specialiseret gadget, der skubbede vand til dets grænser.
I et kammer på enheden var et vakuum, med en "finger" hængende fra loftet afkølet til minus 220 grader Fahrenheit (minus 140 Celsius). Forskerne frigav derefter en tynd, oprenset prøve af vanddamp fra et tilstødende kammer i vakuumet, så vandet dannede en istappe i spidsen af den finger. Forskerne lod derefter istappen opvarme og smelte, så den dryppede ned på et stykke TiO2 nedenfor, før de hurtigt fordampede ind i det ultra-lavt tryk kammer. Bagefter viste TiO2 intet tegn på den molekylære film, som nogle forskere mistænkte kom fra vand, rapporterede forskerne i dag (23. august) i tidsskriftet Science.
"Nøglen er, at hverken vandet eller titandioxid nogensinde havde været udsat for luft før," sagde Diebold.
Opfølgningsscanninger af TiO2 ved hjælp af mikroskoper og spektroskoper viste, at filmen overhovedet ikke var sammensat af vand eller vandrelaterede forbindelser. I stedet dukket eddikesyre (som giver eddike den sure smag) og maursyre, en lignende forbindelse, op på overfladen. Begge er biprodukter af plantevækst og findes kun i små mængder i luften - men tilsyneladende er der nok af dette materiale, der flyder rundt for at beskidte en selvrensende overflade.
Oprindeligt offentliggjort den .