చేతుల నుండి ఐస్ ఎందుకు జారిపోతుంది.. దాని వెనుక ఉన్న సైన్స్ ఏంటో తెలుసా ?

దిశ, ఫీచర్స్ : మండుటెండలో కూడా చల్లగా ఉండాలని అందరూ కోరుకుంటారు. వేడి నుండి ఉపశమనం పొందడానికి, ప్రజలు చల్లని పానీయాలు తాగుతారు. షేక్ లేదా మరేదైనా శీతల పానీయం చేయాలనుకుంటే, దానికి ఐస్ అవసరం. ఐస్ లేకుండా వేసవిని గడపడం చాలా కష్టం. నేటికీ గ్రామాల్లో ఐస్‌ను బహిరంగ ప్రదేశాల్లో విక్రయిస్తున్నారు. నగరాల్లో, ప్రజలు నీటిని రిఫ్రిజిరేటర్‌లో చేసి నేరుగా తాగుతారు. కానీ రిఫ్రిజిరేటర్ సౌకర్యం లేని చోట, నీటిని చల్లబరచడానికి ప్రజలు ఐస్‌ను కొనుగోలు చేసుకోవాల్సిందే. అందుకే ఐస్ చాలా ముఖ్యమైనది.

మీరు ఎప్పుడైనా మీ చేతిలో ఐస్ పట్టుకున్నప్పుడు, అది జారడం ప్రారంభమవుతుంది దాన్ని మీరు ఎప్పుడైనా గమనించారా. పిల్లలు మంచుతో ఆడుకోవడం చాలా ఇష్టపడతారు. పిల్లలు తమ చేతుల్లో ఐస్ క్యూబ్‌లను పట్టుకున్నప్పుడు, మంచును తట్టుకోవడం వారికి చాలా కష్టం, ఎందుకంటే అది వెంటనే జారిపోతుంది. ఇది కేవలం యాదృచ్చికమా లేదా మంచు జారడం వెనుక నిజంగా ఏదైనా నిర్దిష్ట కారణం ఉందా ?

మంచు కోర్..

మంచు జారడం వెనుక చాలా విషయాలు దాగి ఉన్నాయి. వీటన్నింటి వెనుక సైన్స్ తన పని చేస్తుంది. శాస్త్రవేత్తలు 160 సంవత్సరాలకు పైగా మంచు భాగం గురించి చర్చించారు. మంచు గడ్డకట్టడం అంటే నీరు గడ్డకట్టడం. ఈ ఘనీభవించిన నీరు ద్రవంగా ప్రవర్తించే అణువుల పొరలో చుట్టి ఉంటుంది. కొత్త ప్రయోగంలో మంచు ఉపరితలం పై అనేక విషయాలు వెలుగులోకి రావడంతో అది జారిపోయే రహస్యాన్ని తెలియజేస్తోంది.

మంచు 'ప్రీమెల్టింగ్' ప్రక్రియ..

మంచు కరిగిన పొర సున్నా డిగ్రీల సెల్సియస్ కంటే చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కూడా కనిపిస్తుంది. మంచు కరిగే ప్రక్రియను "ప్రీమెల్టింగ్" అంటారు. ఈ పొర ఒక కందెన లాగా పనిచేస్తుంది. ఇది చల్లని పరిస్థితుల్లో కూడా మంచు ఎందుకు జారేలా ఉంటుందో వివరిస్తుంది.

మంచులో రెండు రకాల ఉపరితలం..

కొత్త అధ్యయనంలో శాస్త్రవేత్తలు మంచు ఉపరితలం పై అణువుల స్థానాన్ని కొలవడానికి అటామిక్ ఫోర్స్ మైక్రోస్కోప్‌ను ఉపయోగించారు. పెకింగ్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన భౌతిక శాస్త్రవేత్త యింగ్ జియాంగ్, అతని సహచరులు ఇటీవల తమ అధ్యయనాన్ని ప్రకృతిలో ప్రచురించారు. దీని ప్రకారం -150 డిగ్రీల సెల్సియస్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద, మంచు ఉపరితలం కేవలం ఒక రకమైన మంచుతో కాకుండా రెండు రకాలుగా ఉంటుంది.

అంతే కాకుండా జియాంగ్ "మంచు అంత పరిపూర్ణంగా లేదు" అని చెప్పాడు. బృందం ఉపరితల నిర్మాణంలో లోపాలను కనుగొంది. ఇది ప్రీమెల్టింగ్‌ను ప్రభావితం చేయవచ్చని తెలుస్తోంది.

మంచు నిర్మాణంలో లోపాలు..

మంచు దాని అణువుల అమరిక పై ఆధారపడి వివిధ రకాలుగా ఉంటుంది. సాధారణ పరిస్థితులలో నీటి అణువులు ఒకదాని పై ఒకటి ఉంచినప్పుడు షడ్భుజుల పొరలలో ఉంటాయి. ఐస్ Ih అని పిలువబడే ఈ షట్కోణ మంచు, జియాంగ్, అతని సహచరులు అధ్యయనం చేసిన రకం. కానీ మంచు ఉపరితలం పూర్తిగా షట్కోణంగా లేదని బృందం కనుగొంది.

అటామిక్ ఫోర్స్ మైక్రోస్కోప్ చిత్రాలు ఉపరితలం మంచు Ih కొన్ని ప్రాంతాలను, మంచు Ic ఇతర ప్రాంతాలను కలిగి ఉన్నాయని వెల్లడించాయి. ప్రతి పొరలోని షడ్భుజులు వజ్రంలోని కార్బన్ అణువుల అమరికకు సమానమైన నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తాయి.

జర్మనీలోని మెయిన్జ్‌లోని మాక్స్ ప్లాంక్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఫర్ పాలిమర్ రీసెర్చ్‌కు చెందిన కెమిస్ట్ యుకీ నగాటా తనను చాలా ఆకట్టుకున్నట్లు చెప్పారు. అణువులు ఎక్కడ ఉన్నాయో గుర్తించడం చాలా కష్టం, కానీ అవి విజయవంతంగా కనుగొనగలవని తాను భావిస్తున్నానని తెలిపారు.

రెండు రకాల మంచు మధ్య సరిహద్దు వద్ద, పరిశోధకులు మంచు నిర్మాణంలో ఒక లోపాన్ని కనుగొన్నారు. ఇది రెండు నమూనాలను తప్పుగా అమర్చడం వల్ల ఏర్పడింది. పరిశోధకులు ఉష్ణోగ్రతను కొన్ని డిగ్రీలు పెంచినప్పుడు, ఆ రివర్సల్ ప్రాంతాలు విస్తరించాయి. ద్రవ పదార్థాలలో అణువులు సమానంగా అమర్చి ఉంటాయి. మంచు పాక్షిక-ద్రవ పొరకు కూడా ఇది వర్తిస్తుంది. లోపం విస్తరణ ప్రీమెల్టింగ్ ప్రారంభ దశను ప్రతిబింబిస్తుందని బృందం వాదించింది.

మంచులో కూడా నీటి అణువులు చదునుగా ఉంటాయి..

ఉష్ణోగ్రతలు మరింత పెరగడంతో ఆ సరిహద్దుల్లోని నిర్మాణాలు గందరగోళాన్ని మరింత పెంచాయి. సాధారణంగా మంచు ముడతలు పడిన పొరలతో ఏర్పడుతుంది. ప్రతి పొరలో, కొన్ని నీటి అణువులు దిగువన ఉంటాయి. కొన్ని ఎక్కువగా ఉంటాయి. కానీ బృందం విమానంలో నీటి అణువులు ఉన్న ప్రదేశాలను కనుగొంది. ఇది మరింత పెద్ద గందరగోళానికి "విత్తనం" వలె పనిచేసే నిర్మాణం.

తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలో అధ్యయనం..

ఈ అధ్యయనం మంచు రోజువారీ ఉష్ణోగ్రత కంటే చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద జరిగింది. కానీ ప్రయోగాన్ని శూన్యంలో చేయాలి కాబట్టి, ఉష్ణోగ్రతను ఎక్కువగా పెంచినట్లయితే, మంచు నుండి నీటి అణువులు బయటకు వస్తాయి. బాల్మియర్ పరిస్థితులలో కొలతలను సాధించడానికి మంచును తేలికగా వేడి చేయడానికి చిన్న లేజర్ పప్పులను ఉపయోగించాలని పరిశోధకులు భావిస్తున్నారు.

మంచు లోపల నిర్మాణాలు భిన్నంగా ఉంటాయి. ఇది మంచు లిక్విడిటీని పెంచుతుంది. ఇది మంచు పై పొరను ఎక్కువగా ప్రభావితం చేస్తుంది. అంటే మంచు పై పొర కరిగి నీరుగా మారుతుంది. ఎవరైనా దానిని చేతిలోకి తీసుకున్నప్పుడు, నీరు జారినట్లే, మంచు బయటి భాగం చేతిలో నుండి జారిపోతుంది. అంతే కాదు మన శరీర ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా ఉంటుంది. మంచు మన శరీరానికి తాకినప్పుడు అది కరగడం ప్రారంభమవుతుంది.