Penemuan Fase Premelting Air Terperangkap Memecahkan Misteri Perilaku Air Nanometer

Memahami perilaku air terperangkap dalam ruang nanometer khususnya fase premelting, yang bisa membuka inovasi baru dalam biologi dan teknologi material melalui pengendalian sifat beku dan lelehnya air pada skala kecil.

24 Sep 2025, 01.56 WIB

44 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Keadaan premelting air menunjukkan perilaku baru yang tidak terduga dalam air terperangkap.
Penelitian ini menggunakan teknik NMR canggih untuk mengamati gerakan atom hidrogen dalam air.
Temuan ini dapat mempengaruhi pengembangan material dan teknologi baru dalam penyimpanan energi.

Tokyo, Jepang - Air adalah zat yang sangat umum di bumi, namun perilaku air ketika berada dalam ruang sangat kecil seperti di dalam protein atau material nano menunjukkan karakter yang berbeda dari air biasa. Para ilmuwan masih mencoba memahami bagaimana air berperilaku dalam keadaan ini karena hal itu penting untuk berbagai aplikasi biologis dan teknologi.

Salah satu kondisi unik yang ditemukan adalah fase premelting, di mana air tampak seperti berada di antara proses membeku dan mencair sekaligus. Fase ini sulit dipelajari sebelumnya karena pergerakan atom hidrogen yang cepat sulit terdeteksi oleh metode biasa.

Tim riset dari Tokyo University of Science menggunakan kristal dengan saluran kecil berukuran 1,6 nanometer yang diisi air berat untuk mengamati sifat air yang terperangkap. Mereka menemukan bahwa air dalam saluran ini membentuk tiga lapisan dengan perilaku berbeda, yang memicu pola baru saat proses pencairan dimulai.

Dalam fase premelting, molekul air terperangkap dalam struktur padat namun tetap berotasi seperti cairan sehingga air memiliki sifat unik yang tidak ditemukan pada air biasa. Penemuan ini sangat penting karena bisa membuka jalan bagi pengembangan material baru seperti penyimpanan gas energi dan hidrat gas buatan.

Hasil penelitian ini dipublikasikan di Journal of the American Chemical Society dan menunjukkan bahwa masih banyak misteri dalam sifat air yang bisa dimanfaatkan untuk inovasi teknologi di masa depan, terutama dalam bidang energi dan nanoteknologi.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/confined-water-premelting-state-discovery

Analisis Ahli

Professor Makoto Tadokoro

"Penemuan ini menunjukkan bahwa air tidak hanya memiliki fase padat dan cair, tetapi juga fase transisi dengan perilaku unik yang bisa dimanfaatkan untuk teknologi energi."

Fumiya Kobayashi

"Pengukuran dinamis molekul D₂O yang akurat memberikan tawaran pendekatan baru dalam studi struktur air pada tingkat nanoskopis yang sebelumnya sulit dicapai."

Analisis Kami

"Penemuan fase premelting menunjukkan betapa kompleks dan dinamisnya perilaku air dalam kondisi terkonfinasi, yang menantang teori lama tentang transisi fase air. Ini membuka peluang luar biasa untuk penelitian baru yang dapat mengubah pendekatan kita terhadap penyimpanan energi dan desain material inovatif."

Prediksi Kami

Penelitian ini dapat mengarah pada pengembangan material baru yang mampu menyimpan gas energi secara lebih efisien dan inovasi dalam nanoteknologi serta sistem biologis dengan pengendalian sifat air pada tingkat molekuler.

Pertanyaan Terkait

Apa yang dimaksud dengan keadaan premelting air?

Keadaan premelting air adalah fase di mana air tampak berada di antara keadaan beku dan mencair, tidak sepenuhnya dapat diklasifikasikan sebagai cair atau padat.

Mengapa air terperangkap berperilaku berbeda dibandingkan air dalam bentuk cair biasa?

Air terperangkap berperilaku berbeda karena dalam ruang kecil, interaksi antar molekul air dan ikatan hidrogen mengalami perubahan, sehingga mempengaruhi dinamika dan struktur.

Siapa yang memimpin penelitian mengenai perilaku air terperangkap di Tokyo University of Science?

Penelitian ini dipimpin oleh Profesor Makoto Tadokoro di Tokyo University of Science.

Apa yang ditemukan oleh tim peneliti mengenai struktur air dalam nanopori?

Tim peneliti menemukan bahwa air di dalam nanopori membeku menjadi struktur yang berbeda dari es biasa dan mulai mencair melalui pengaturan ikatan hidrogen yang terdistorsi.

Bagaimana penelitian ini dapat mempengaruhi teknologi di masa depan?

Penelitian ini dapat membuka jalan untuk inovasi dalam penyimpanan energi dan pengembangan bahan berbasis air, seperti hidrida gas.