Первые экспериментальные измерения электропроводности приповерхностного слоя воды, проведенные систематически, позволили российским и немецким ученым получить новые данные, существенно расширяющие имеющиеся знания о чистой воде вблизи границы раздела сред. Результаты исследования опубликованы в The Journal of Physical Chemistry Letters.

Знания о приповерхностном слое воды используются повсеместно. От его свойств зависит работа биологических систем, эффективность электрохимических устройств, технологий хранения пищевых продуктов и электроэнергии, климатические процессы и многие другие явления. Прямые измерения физико-химических характеристик приповерхностного слоя воды – крайне трудоемкая задача.

Результаты, полученные учеными из Сколтеха и Российского квантового центра в сотрудничестве с исследователями из Штутгартского университета и Технологического института Карлсруэ дают новое, более детальное представление о поведении сложных жидкостей.

«Мы создали из наночастиц алмаза керамический материал с открытой пористой структурой и заполнили его водой. Постепенно уменьшая размер пор с 500 нм до 5 нм, мы увеличили объемную долю поверхностного слоя воды по отношению к остальному объему воды в порах до максимального значения, при котором отмечалась аномально высокая протонная проводимость на постоянном токе, на пять порядков превышающая проводимость объемной воды. По нашим расчетам, необычайно высокий уровень проводимости является собственным свойством приповерхностного слоя воды, поскольку мы показываем, что химические свойства поверхности существенного влияния на протонную проводимость не оказывают», — объяснил один из исследователей, старший научный сотрудник Сколтеха Василий Артемов.