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.
Sự thực khủng khiếp về dân tộc chiến binh Sparta
Những đứa trẻ Sparta ốm yếu, bệnh tật và không đủ sức trở thành chiến binh dũng mãnh trong tương lai sẽ bị ném vào hang sâu một cách phũ phàng.
Nhà Thanh sụp đổ, 20.000 con cháu hoàng tộc đã đổi thành họ gì để hòa nhập vào thời đại mới?
Thay thời đổi vận, triều đại này thay thế bằng triều đại khác, bất an nhất không phải là bách tính thường dân, mà chính là hoàng tộc vương thất.
Khiếp đảm hình phạt phụ nữ ngoại tình thời cổ đại
Đóng đinh vào âm đạo rồi bắt khỏa thân đi diễu phố, kẹp ngực đến đứt lìa, dùng khoan sắt khoan vào âm đạo cho đến chết... là những hình phạt dã man cho phụ nữ ngoại tình thời cổ đại.
Vừa phát hiện "vết rách Trái đất" 72km, quốc gia lớn thứ 2 thế giới chìm trong nỗi lo sóng thần tấn công
Khoảng 400.000 người đối mặt nguy cơ bị thảm họa sóng thần tác động sau khi đường đứt gãy 72km vừa được các nhà khoa học tìm thấy.
12 điều thú vị về tự nhiên bạn có thể chưa biết
Thiên nhiên là nơi ấn giấu nhiều điều vô cùng mới lạ và bất ngờ đối với con người, không phải ai cũng biết đến những điều thú vị vẫn đang hiện hữu ngoài kia.
Tìm hiểu quy trình sản xuất và sức mạnh bom hạt nhân
Sức mạnh hủy diệt của bom nguyên tử (bom hạt nhân) bắt nguồn từ những hạt nhân nhỏ bé proton, neutron và electron.
