Khoa Học News

Thước phim bong bóng nước cỡ nano hình thành từ không khí

Nhờ kỹ thuật mới, các nhà khoa học lần đầu tiên quan sát trực tiếp bong bóng nước cỡ nano hình thành với chất xúc tác là kim loại paladi.


(Video: Vinayak Dravid/Northwestern University)

Nhóm nghiên cứu từ Đại học Northwestern, bang Illinois, phát triển phương pháp mới để quan sát và phân tích các phân tử khí theo thời gian thực, IFL Science hôm 1/10 đưa tin. Phương pháp này bao gồm việc bẫy các phân tử khí trong lò phản ứng nano hình tổ ong nhờ màng thủy tinh siêu mỏng, sau đó quan sát bằng kính hiển vi điện tử truyền qua chân không cao.

Sử dụng kỹ thuật mới, nhóm nghiên cứu tìm hiểu một bí ẩn đã tồn tại hàng trăm năm: cách kim loại hiếm paladi hoạt động như một chất xúc tác và tạo ra nước nhanh chóng từ hydro và oxy. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences.

Kết quả, nhóm nghiên cứu ngạc nhiên khi thấy hydro chui vào paladi, sau đó một bong bóng nước cỡ nano hình thành. "Chúng tôi nghĩ đây có thể là bong bóng nhỏ nhất từng hình thành và được quan sát trực tiếp. Đây không phải là điều chúng tôi dự kiến. May mắn thay, chúng tôi đã ghi hình lại", Yukun Liu, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.


Bong bóng nước hình thành từ kim loại paladi.

Ngoài bằng chứng hình ảnh, nhóm chuyên gia cũng phân tích bong bóng bằng kỹ thuật Phổ tổn hao năng lượng điện tử (EELS) - kỹ thuật mà tàu Chandrayaan-1 của Ấn Độ từng sử dụng để xác nhận sự hiện diện của nước trên Mặt Trăng - ở quy mô nano.

"Bằng cách quan sát trực tiếp quá trình tạo nước ở quy mô nano, chúng tôi có thể xác định những điều kiện tối ưu để tạo nước nhanh chóng trong điều kiện môi trường. Những phát hiện này có ý nghĩa quan trọng cho ứng dụng thực tế, ví dụ như giúp tạo nước nhanh trong không gian sâu bằng khí và chất xúc tác kim loại mà không cần những điều kiện phản ứng cực đoan", Vinayak Dravid, tác giả cao cấp của nghiên cứu, bổ sung.

Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện, thứ tự đưa hydro và oxy vào ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ paladi tạo nước. Cụ thể, việc thêm hydro trước, sau đó đến oxy, cho tốc độ phản ứng nhanh nhất. Vì các nguyên tử hydro rất nhỏ, chúng có thể chen vào giữa những nguyên tử paladi, khiến kim loại này giãn nở. Sau khi bơm đầy hydro vào paladi, các nhà khoa học mới thêm khí oxy.

Ngoài việc quan sát quá trình này ở quy mô siêu nhỏ, nghiên cứu mới còn có thể mang đến những kỹ thuật sản xuất nước tốt hơn. Một lĩnh vực mà kỹ thuật này dự kiến đóng vai trò quan trọng là du hành vũ trụ. Với paladi được bơm sẵn hydro, phi hành gia chỉ cần thêm oxy để tạo ra nước uống. Nước là tài nguyên thiết yếu trong nhiệm vụ ghé thăm hoặc thiết lập căn cứ trên những hành tinh xa xôi.

Thông tin biên tập: Xem tại đây
TIN CŨ HƠN
Những sự thật kinh ngạc về các bãi thử bom hạt nhân bí mật nhất thế giới

Những sự thật kinh ngạc về các bãi thử bom hạt nhân bí mật nhất thế giới

Trong cuộc đua nghiên cứu và sản xuất vũ khí hạt nhân, Mỹ và Liên Xô đã tiến hành thử nghiệm vũ khí này tại nhiều bãi thử bom hạt nhân.

Đăng ngày: 08/11/2026
Sự thật bất ngờ: Những cặp song trùng không chỉ trông giống nhau mà hành xử cũng tương đồng?

Sự thật bất ngờ: Những cặp song trùng không chỉ trông giống nhau mà hành xử cũng tương đồng?

"Song trùng" hay doppelgänger là hiện tượng mà 2 người hoàn toàn xa lạ, không có quan hệ huyết thống lại sở hữu khuôn mặt giống nhau đến lạ kỳ.

Đăng ngày: 08/11/2026
Không phải chỉ sử dụng có 10% bộ não, con người đang sử dụng bộ phận này với bao nhiêu công suất?

Không phải chỉ sử dụng có 10% bộ não, con người đang sử dụng bộ phận này với bao nhiêu công suất?

Nhiều người tin vào quan điểm cho rằng con người chỉ sử dụng 10% bộ não, nhưng thực tế cả khi nghỉ ngơi hoặc ngủ, phần lớn bộ não vẫn hoạt động.

Đăng ngày: 08/11/2026
10 điều thú vị về Frankenstein, gã quái vật biểu tượng của dịp lễ Halloween

10 điều thú vị về Frankenstein, gã quái vật biểu tượng của dịp lễ Halloween

Frankenstein là một quái vật nổi tiếng ở Phương Tây từ xưa đến nay và thường được hoá trang ở các dịp lễ Halloween hằng năm.

Đăng ngày: 07/11/2026
Nếu quá khứ, hiện tại và tương lai tồn tại đồng thời, thế giới này là thực hay ảo?

Nếu quá khứ, hiện tại và tương lai tồn tại đồng thời, thế giới này là thực hay ảo?

Thuyết tương đối của Einstein cho chúng ta biết rằng thời gian và không gian có liên quan với nhau và sự biến đổi của chúng phụ thuộc vào tốc độ của người quan sát.

Đăng ngày: 07/11/2026
Tộc người đầu tiên tiến hóa để lặn sâu 70 mét

Tộc người đầu tiên tiến hóa để lặn sâu 70 mét

Người Bajau hiện sống ở Indonesia sở hữu lá lách lớn khác thường phù hợp với hoạt động bắt cá dưới biển.

Đăng ngày: 07/11/2026
Nhà tương lai học dự đoán con người sẽ bất tử vào năm 2030

Nhà tương lai học dự đoán con người sẽ bất tử vào năm 2030

Nhân loại đã mơ ước đạt được sự bất tử trong nhiều thế kỷ. Bây giờ giấc mơ có thể gần trở thành hiện thực.

Đăng ngày: 07/11/2026
Khoa Học News