น้ำหล่อเย็นยิ่งยวด กล่าวคือ น้ำที่ยังคงเป็นของเหลวต่ำกว่าจุดเยือกแข็งปกติมาก ไม่มีโครงสร้างที่สม่ำเสมอ แต่จะมีลักษณะที่แตกต่างกันสองรูปแบบ การค้นพบนี้ซึ่งทำโดยนักวิจัยจาก Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) ในสหรัฐอเมริกาโดยใช้อินฟราเรดสเปกโทรสโกปี ให้หลักฐานการทดลองที่ค้นหามานานซึ่งสามารถช่วยอธิบายคุณสมบัติผิดปกติบางอย่างของน้ำที่อุณหภูมิเย็นจัดได้
น้ำเป็นของเหลวที่ไม่ธรรมดา แต่การมีอยู่ทั่วไป
ของมันหมายความว่าเรามักจะลืมไปว่าผิดปกติแค่ไหน ไม่เหมือนกับของเหลวอื่นๆ ส่วนใหญ่ เนื่องจากความดันแวดล้อมจะหนาแน่นกว่าน้ำแข็งที่ก่อตัวเมื่อแข็งตัว นอกจากนี้ยังขยายตัวแทนที่จะหดตัวเมื่อเย็นลง (ปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการขยายตัวทางความร้อนเชิงลบ) มีความหนืดน้อยลงเมื่อบีบอัด และมีอยู่ไม่ต่ำกว่า 17 เฟสผลึกที่แตกต่างกัน
พฤติกรรมที่ผิดปรกตินี้ขยายไปถึงสภาวะที่เย็นยิ่งยวดของน้ำ ซึ่งเกิดขึ้นตามธรรมชาติในเมฆระดับสูงในชั้นบรรยากาศของโลกและในอวกาศ ตลอดจนภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการที่มีการควบคุมอย่างระมัดระวัง แบบจำลองที่เรียกว่า “ส่วนผสม” จำนวนมากที่ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่ออธิบายความแปลกประหลาดของน้ำซุปเปอร์คูล ทำนายว่าน้ำจะผ่านการเปลี่ยนเฟสที่อุณหภูมิต่ำและความดันสูง โดยเปลี่ยนจากเฟสของเหลวที่มีความหนาแน่นสูงไปเป็นเฟสที่มีความหนาแน่นต่ำ อย่างไรก็ตาม เป็นการยากที่จะตัดสินว่าแบบจำลองใดถูกต้อง เนื่องจากข้อมูลเกี่ยวกับพฤติกรรมของน้ำของเหลวระหว่าง 160 K ถึง 235 K นั้นเบาบางมาก
การตกผลึกอย่างรวดเร็วในช่วงอุณหภูมินี้
“ดินแดนที่ไม่มีมนุษย์” ของแผนภาพเฟสที่ซับซ้อนของน้ำ – ของเหลวที่เย็นจัดยิ่งยวดจะตกผลึกอย่างรวดเร็ว ทำให้การวัดทำได้ยาก ตามที่ Bruce Kay และ Greg Kimmel ซึ่งเป็นผู้นำทีม PNNL ที่รับผิดชอบการศึกษาล่าสุด ก่อนหน้านี้เป็นคำถามที่เปิดกว้างว่าการตกผลึกอย่างรวดเร็วนี้เป็นเพียงอุปสรรคในการทดลอง หรือปัญหาพื้นฐานที่เกิดจากความไม่แน่นอนในน้ำก่อนที่จะตกผลึก
โดยการแสดงให้เห็นว่าน้ำของเหลวที่อุณหภูมิเย็นจัดค่อนข้างคงที่ และมีอยู่ในรูปแบบโครงสร้างสองแบบ ผลลัพธ์ของทีม PNNL จะลดลงอย่างเห็นได้ชัดในตัวเลือกแรก “ผลการวิจัยนี้อธิบายถึงข้อขัดแย้งที่มีมายาวนานว่าน้ำที่เย็นจัดอย่างลึกล้ำจะตกผลึกหรือไม่ก่อนที่มันจะสมดุล” คิมเมลกล่าว “คำตอบคือ: ไม่”
การทดลองสเปกโทรสโกปีอินฟราเรดในการทดลอง Kay, Kimmel และเพื่อนร่วมงานของพวกเขา Lori Kringle และ Wyatt Thornley ใช้อินฟราเรด (IR) spectroscopy เพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่เกิดขึ้นเมื่อฟิล์มบาง ๆ ของน้ำ supercooled ได้รับความร้อนจาก 70 K (-203°C) ถึง 273 K (0 °C) ที่อัตรา 10 10 K/s ก่อนที่จะถูกทำให้เย็นลงที่อัตรา 5 x 10 9 K/s อัตราเหล่านี้ทำได้โดยใช้พัลส์เลเซอร์ระดับนาโนวินาทีและเร็วกว่าเทคนิคอื่น ๆ 10 4 เท่าซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในความสำเร็จของพวกเขา Kimmel กล่าว สำหรับพัลส์ความร้อนแต่ละครั้ง ฟิล์มใช้เวลาประมาณ 3 ns ใกล้กับอุณหภูมิสูงสุดก่อนที่จะเย็นลงอย่างรวดเร็วจนถึงอุณหภูมิฐาน
แสดงความผันผวนระหว่างภูมิภาคของโครงสร้าง
ท้องถิ่นที่แตกต่างกันสองแห่งของน้ำน้ำ supercooled สามารถมีอยู่ในของเหลวสองขั้นตอนโดยการวิเคราะห์ว่าสเปกตรัมอินฟราเรดของพันธะ OH ของน้ำมีวิวัฒนาการอย่างไรในระหว่างวัฏจักรเหล่านี้ นักวิจัยพบว่าน้ำที่ระบายความร้อนด้วยยิ่งยวดสามารถควบแน่นเป็นโครงสร้างคล้ายของเหลวที่มีความหนาแน่นสูง รูปแบบที่มีความหนาแน่นสูงนี้อยู่ร่วมกับโครงสร้างที่มีความหนาแน่นต่ำซึ่งมีคุณสมบัติทางกายภาพที่สอดคล้องกับพันธะทั่วไปที่คาดหวังสำหรับน้ำ
การสำรองข้อมูลรุ่น “ส่วนผสม”สัดส่วนของเฟสความหนาแน่นสูงจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิลดลงจาก 245 K ถึง 190 K การสังเกตนี้เห็นด้วยกับการคาดการณ์ของแบบจำลอง “ส่วนผสม” สำหรับน้ำซุปเปอร์คูล และ Kringle ผู้ซึ่งทำงานทดลองส่วนใหญ่กล่าวเสริมว่า การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่พวกเขาสังเกตเห็นสามารถย้อนกลับและทำซ้ำได้
นอกเหนือจากการทำความเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับน้ำ supercooled แล้ว การค้นพบใหม่ซึ่งมีรายละเอียดในวิทยาศาสตร์อาจช่วยอธิบายว่าน้ำของเหลวสามารถมีอยู่บนดาวเคราะห์ที่เย็นมากได้อย่างไร (เช่น ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน และอื่นๆ) และน้ำที่มีความเย็นมาก ไอน้ำทำให้เกิดรอยตามหลังดาวหาง
ซีพีเป็นกลุ่มของความผิดปกติทางระบบประสาทถาวรที่ส่งผลต่อการเคลื่อนไหว ท่าทาง และความสมดุล เป็นความพิการทางร่างกายที่พบบ่อยที่สุดในเด็ก แม้ว่าในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมาจะทำให้การอยู่รอดและการดูแลทารกที่คลอดก่อนกำหนดมากดีขึ้น แต่พวกเขาก็มีแนวโน้มที่จะพัฒนา CP มากกว่าทารกที่คลอดครบกำหนดประมาณ 50 เท่า การดูแลเด็กเหล่านี้ที่ได้รับการปรับปรุงไม่ได้แปลว่ามีความพิการน้อยลง เนื่องจากเด็กส่วนใหญ่ที่เป็นโรคซีพีจะได้รับการวินิจฉัยเมื่ออายุ 1–2 ปี และการสร้างภาพประสาทแบบธรรมดานั้นมีความเฉพาะตัวและไม่รู้สึกไวต่อการทำนาย CP ได้อย่างแม่นยำ
การแทรกแซงในช่วงต้น
อย่างไรก็ตาม การระบุตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของ CP ในระยะเริ่มต้นของชีวิตอาจเพิ่มคุณภาพชีวิตของผู้ป่วยและครอบครัวได้อย่างมีนัยสำคัญ การแทรกแซงในช่วงต้นโดยกายภาพบำบัดและการประกอบอาชีพสามารถใช้ประโยชน์จากการเปลี่ยนแปลงของระบบประสาทในระยะเริ่มต้นและบรรเทาอาการต่างๆ เช่น อาการสั่น กล้ามเนื้อแข็ง หรือการเคลื่อนไหวที่เคลื่อนไหวได้ยากลำบาก
เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ กลุ่มนักวิจัยที่นำโดยNehal Parikhนักทารกแรกเกิดที่ Perinatal Institute ศูนย์การแพทย์โรงพยาบาลเด็ก Cincinnati ได้พัฒนาเครื่องมือวินิจฉัยที่ดีขึ้นโดยใช้ปัจจัยเสี่ยงในการถ่ายภาพขั้นสูงเพื่อปรับปรุงการทำนายผลลัพธ์ พวกเขาได้พัฒนาอัลกอริธึมที่สามารถวิเคราะห์การสแกน MRI เชิงโครงสร้างของทารกที่คลอดก่อนกำหนดเพื่อคาดการณ์ความเสี่ยงของความผิดปกติของการพัฒนามอเตอร์ตามการจำแนกและการหาจำนวนข้อบกพร่องของสมอง
Credit : dragonsonslair.com drewsdrumtracks.net drvirgilius.com easycashloansbocomprehensive.com easydoesit21.com
