User:Nguyen ngoc phuog anh/sandbox

Nước Superionic

Nước Superionic, còn được gọi là băng superrionic hoặc băng thế kỷ XVIII [1] là một pha nước tồn tại ở nhiệt độ và áp suất cực cao. Trong nước siêu bền, các phân tử nước vỡ ra và các ion oxy kết tinh thành một mạng lưới cách đều nhau trong khi các ion hydro lơ lửng xung quanh tự do trong mạng tinh thể oxy. [2] Các ion hydro di động tự do làm cho nước siêu dẫn điện gần như dẫn điện như các kim loại điển hình, làm cho nó trở thành chất dẫn điện siêu dương. [1] Nó là một trong 19 loại tinh thể đã biếtcác pha của nước đá. Nước Superionic khác với nước ion, là trạng thái lỏng giả định được đặc trưng bởi sự xáo trộn hỗn hợp các ion hydro và oxy. Trong khi được lý thuyết hóa trong nhiều thập kỷ, phải đến những năm 1990, bằng chứng thực nghiệm đầu tiên mới xuất hiện về nước siêu siêu âm. Bằng chứng ban đầu đến từ các phép đo quang học của nước được đun nóng bằng tia laser trong một tế bào đe kim cương, [3] và từ các phép đo quang học của nước bị sốc bởi tia laser cực mạnh. [4] Bằng chứng chắc chắn đầu tiên về cấu trúc tinh thể của mạng tinh thể oxy trong nước siêu siêu âm đến từ các phép đo tia X trên nước bị sốc laser đã được báo cáo vào năm 2019 Nếu nó hiện diện trên bề mặt Trái đất, băng siêu siêu âm sẽ nhanh chóng bị phân hủy. Vào tháng 5 năm 2019, các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) đã có thể tổng hợp băng superrionic, xác nhận rằng nó có mật độ gần gấp 4 lần băng bình thường. [5] Nước thượng lưu được cho là có mặt trong lớp vỏ của các hành tinh khổng lồ như Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương Vào năm 2013, người ta đưa ra giả thuyết rằng băng superrionic có thể có hai cấu trúc tinh thể. Ở áp suất vượt quá 50 GPa (7.300.000 psi), người ta dự đoán rằng băng superrionic sẽ có cấu trúc hình khối lấy tâm. Tuy nhiên, ở áp suất vượt quá 100 GPa (15.000.000 psi), người ta dự đoán rằng cấu trúc sẽ chuyển sang dạng mạng lập phương tâm mặt ổn định hơn Demontis và cộng sự. đưa ra dự đoán đầu tiên cho nước siêu siêu âm bằng cách sử dụng mô phỏng động lực học phân tử cổ điển vào năm 1988. [9] Năm 1999, Cavazzoni et al. dự đoán rằng một trạng thái như vậy sẽ tồn tại đối với amoniac và nước trong những điều kiện như những điều kiện tồn tại trên Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương. [10] Năm 2005 Laurence Fried lãnh đạo một nhóm tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore để tái tạo các điều kiện hình thành của nước siêu bền. Sử dụng một kỹ thuật liên quan đến việc đập vỡ các phân tử nước giữa các viên kim cương và làm siêu nóng nó bằng tia laser, họ đã quan sát thấy sự thay đổi tần số cho thấy rằng sự chuyển phađã diễn ra. Nhóm nghiên cứu cũng tạo ra các mô hình máy tính chỉ ra rằng họ đã thực sự tạo ra nước siêu siêu âm. [7] Năm 2013 Hugh F. Wilson, Michael L. Wong và Burkhard Militzer tại Đại học California, Berkeley đã xuất bản một bài báo dự đoán cấu trúc mạng lập phương tâm mặt sẽ xuất hiện ở áp suất cao hơn. [số 8] Bằng chứng thực nghiệm bổ sung đã được Marius Millot và các đồng nghiệp tìm thấy vào năm 2018 bằng cách tạo ra áp suất cao trên mặt nước giữa các viên kim cương và sau đó gây sốc nước bằng cách sử dụng xung laser. Vào năm 2018, các nhà nghiên cứu tại LLNL đã ép nước giữa hai mảnh kim cương với áp suất 2.500 MPa (360.000 psi). Nước được ép thành băng loại VII, đặc hơn 60% so với nước bình thường. [12] Băng nén sau đó được vận chuyển đến Đại học Rochester, nơi nó bị nổ tung bằng một xung ánh sáng laze. Phản ứng này đã tạo ra các điều kiện giống như bên trong các khối băng khổng lồ như Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương bằng cách làm nóng lớp băng lên hàng nghìn độ dưới áp suất lớn hơn một triệu lần so với bầu khí quyển của trái đất chỉ trong 10 đến 20 phần tỷ giây. Thí nghiệm kết luận rằng dòng điện trong nước dẫn điện thực sự được mang bởi các ion chứ không phải là các electron và do đó chỉ ra rằng nước là siêu dương. [12] Các thí nghiệm gần đây hơn từ cùng Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermorenhóm nghiên cứu đã sử dụng phương pháp tinh thể học tia X trên các giọt nước bị sốc laser để xác định rằng các ion oxy đi vào một pha lập phương tâm mặt, được gọi là băng thứ XVIII và được báo cáo trên tạp chí Nature vào tháng 5 năm 2019. Sự tồn tại của những người khổng lồ băng [ sửa ] Có giả thuyết cho rằng các hành tinh băng khổng lồ Uranus và Neptune chứa một lớp nước siêu âm. [13] Nhưng cũng có những nghiên cứu cho rằng các nguyên tố khác hiện diện bên trong nội thất của các hành tinh này, đặc biệt là cacbon, có thể ngăn cản sự hình thành nước siêu âm. [14] [15] Ứng dụng [ sửa ] Nước được biết đến rộng rãi vì nó tồn tại ở ba pha khác nhau tức là rắn, lỏng và khí giống như bất kỳ chất nào khác tồn tại. Vương. et al đã phát hiện ra một pha ion áp suất cao của nước đá. Loại băng này được biết là thay đổi cấu trúc cấu trúc của nó theo nhiệt độ cao và thấp. Các hoạt động công nghiệp thường được thực hiện ở áp suất và nhiệt độ rất cao và thấp. Hiểu biết đầy đủ về hiện tượng này có thể giúp chúng tôi thiết kế các quy trình / hoạt động theo cách hiệu quả hơn. [15]