A vízmolekulák titokzatos mozgása még tartogat meglepetéseket. Ez különösen akkor nyilvánvaló, amikor megkíséreljük megfigyelni az egyes vízmolekulák mikroszkopikus mozgását, amely pikoszekundumos időtartamon megy végbe. 

A tudósok most egy kísérleti, számítási alapokon nyugvó tanulmányt mutattak be a víz nanoméretű-nanoszekundumos mozgásáról egy topológiai szigetelő felületén. A grazi technológiai egyetemének kísérleti fizikai intézetének egzotikus felületek csoportjának tudósai összefogtak a Cambridge-i Egyetem, a Surrey- i Egyetem és az Aarhusi Egyetem Cavendish Laboratórium munkatársaival.

Az együttműködés során jelentős előrelépéseket értek el, kutatásokat folytatva a víz, bizmut-tellurid topológiai szigetelő felületén történő viselkedésével kapcsolatban. Ahogy a tudósok megjegyezték: 

„Ez az összetétel felhasználható kvantumszámítógépek készítésére. Eben az esetben a vízgőz akkor lehetne ez egyik olyan környezeti tényező, amelyeknek a bizmut-telluridon alapuló alkalmazások ki lennének téve a működés során."

A tanulmány során a tudósok egy új módszer, a hélium spin-echo spektroszkópia és az elméleti számítások kombinációját alkalmazták. A hélium spin-echo spektroszkópia alacsony energiájú héliumatomokat használ, amely lehetővé teszi az izolált vízmolekulák mozgásának megfigyelését, megzavarásuk nélkül.

A tudósok megfigyelték, hogy a vízmolekulák teljesen eltérően viselkednek a bizmut-tellurid felületén, mint a hagyományos fémek esetében. Világos bizonyítékokat jelentettek a vízmolekulák közötti taszítás-kölcsönhatásokról, ami ellentétes azzal a megszokott elvárással, hogy a vonzás-kölcsönhatások uralják a víz viselkedését és összegyűlését az anyag-felületeken. 

Úgy tűnik, hogy a bizmut-tellurid nem érzékeny a vízre, ami előnye a tipikus környezeti feltételek mellett történő alkalmazásának. Tervek készültek a hasonló struktúrájú felületeken végzett további kísérletekre vonatkozóan, amelyek célja annak tisztázása, hogy a vízmolekulák mozgása a kérdéses felület sajátos tulajdonságainak tulajdonítható-e. A tudósok a Nature Communications című cikkben ismertették tanulmányukat.

(Forrás: TechExplorist Képek: )