دکتر علی اسفندیار با همکاری گروهی از پژوهشگران بین المللی دانشگاه های انگلیس، اسپانیا و ژاپن موفق شد نتایج آزمایشات جدید از اندازه گیری ضریب دی الکتریک آب را در قالب مقاله ای با عنوان Anomalously low dielectric constant of confined water در مجله ساینس/ Science چاپ کند.

بر اساس این گزارش، ضریب دی الکتریک یا گذردهی الکتریکی مواد معیاری از میزان درجه آزادی دوقطبی های الکتریکی یک ماده در پاسخ به میدان الکتریکی است. با قرار دادن یک ماده بین صفحات خازن، می توان به سادگی ضریب دی الکتریک مواد برای مثال آب را به دست آورد که برای آب در حالت معمولی حدود 80 اندازه گیری شده است.
اما مولکول های آب در فصل مشترک الکترولیت های آبی با الکترودها در خازن ها، راکتورها و باطری ها در صنعت از یک طرف و درون کانال ها و غشاهای سلولی، از لحاظ میزان درجه آزادی دوقطبی، با مولکول های آب معمولی تفاوت دارند. این تفاوت سازوکار بسیاری از واکنش ها و برهم کنش های مولکولی را تعیین می کند. بیش از نیم قرن مدل های نظری و محاسباتی تفاوت این دو حالت را پیش بینی کرده بودند اما اندازه گیری تجربی دقیق و مستقیمی از این مقدار متفاوت گزارش نشده بود. پژوهشگران این مقاله، با قرار دادن لایه های آب بین کانال هایی به ارتفاع کمتر از دو نانومتر تا کانال های چند صد نانومترو با استفاده از میکروسکوپ نیروی الکترواستاتیکی توانستند به صورت سیستماتیک ضریب دی الکتریک آب را در حالت محدود شده تا کمتر از 3 اندازه گیری کنند.
برهم کنش قوی مولکول های آب با سطح کانال در فصل مشترک باعث جهت گیری متفاوت و مقید آنها می شود که در توافق با پیش بینی های انجام شده، مولکول های آب به میدان الکتریکی پاسخ ضعبف تری نشان بدهند. این یافته ضمن ارائه رهیافت جدیدی برای اندازه گیری ضریب دی الکتریک مواد، می تواند جزئیات ناشناخته بیشتری از برهم کنش های مولکولی در فصل مشترک مواد آشکار سازد.

منبع خبر: سیناپرس