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.
Những sự thật về môn địa lý mà bạn có thể không được học ở trường
Tìm hiểu những sự thật này có thể mang lại cho bạn một góc nhìn mới về hành tinh Trái đất xinh đẹp của chúng ta.
Trung Quốc tung ra "quái vật" công nghệ chưa từng có, giải quyết siêu dự án mà Mỹ, Nhật đều bó tay
Siêu dự án khiến Mỹ và Nhật Bản bó tay, một nước châu Phi buộc phải trả giá cao để công nghệ Trung Quốc giúp đỡ.
Những sự thật thú vị bạn chưa biết về đất nước Argentina
Là quê hương của điệu nhảy Tango nổi tiếng, cấm người dân đặt tên con là Lionel Messi... là những điều thú vị về Argentina, đất nước vừa lọt Chung kết World Cup 2022.
Toán học là một phát minh hay khám phá?
Một số người tin rằng bản thân toán học tồn tại trong tự nhiên, chờ được khám phá; trong khi những người khác lại tin rằng toán học hoàn toàn là sự sáng tạo của bộ não con người.
Sự thật gây choáng váng: Chi phí xây Vạn Lý Trường Thành gấp 13 lần dự án “siêu mặt trăng” của Dubai
Con số để tạo nên bức tường dài hàng nghìn km lớn đến nỗi hậu thế phải “choáng ngợp”.
Bức tuyệt tác thời Ai Cập cổ đại chân thực đến mức các nhà khoa học xác định chính xác chim chóc trong tranh
Tuy vẫn có một số chi tiết được cách điệu, nhưng các nhà khoa học cho rằng đó là nỗ lực phân biệt chim di cư với chim bản địa của các họa sĩ cổ đại.
