Skoltech-forskare i samarbete med forskare från universitetet i Stuttgart, Karlsruhe Institute of Technology och Russian Quantum Center har uppnått de första systematiska experimentella mätningarna av den elektriska ledningsförmågan hos rent gränssnittsvatten, producerar nya resultat som avsevärt utökar kunskapen om gränssnittsvatten.

Gränssnittsvatten kan finnas överallt omkring oss. Biologiska system, elektrokemiska anordningar, metoder för konservering av livsmedel och klimatrelaterade processer, bland andra, alla beror på vattnets egenskaper nära gränssnitt. Dock, direkt tillgång till de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos rent gränssnittsvatten är svår och förklarar varför mycket återstår att upptäcka och förstå.

Resultaten som erhållits av forskarna från Skoltech Center for Energy Science and Technology (CEST) i samarbete med tyska forskare ger nya och detaljerade insikter om komplexa vätskor. Upptäckten av nya elektriska egenskaper hos gränssnittsvatten kommer helt klart att påverka den framtida utvecklingen av elektrokemiska system, både för elproduktion och lagring.

"Vi använde diamantbaserad keramik med en öppen porstruktur fylld med vatten. Genom konsekvent minskning av porstorleken från 500 nm till 5 nm, vi ökade förhållandet mellan gränssnitt och bulkvatten upp till dess maximala, vid vilken punkt gränssnittsvattnet visade onormal DC-konduktivitet, fem storleksordningar högre än för bulkvattnet. Vår analys visar att denna ovanliga ledningsförmåga är en verklig inneboende egenskap hos gränssnittsvattnet, eftersom ytkemins bidrag uppenbarligen inte verkar vara det dominerande, säger Vasilij Artemov, senior forskare i gruppen Skoltech professor Henni Ouerdane.

"Ämnet gränssnittsvatten är av enormt intresse för en bred publik av fysiker, elektrokemister, klimatforskare, geologer och biologer, och vi räknar med att den forskning vi rapporterar kommer att vara inflytelserik inom en mängd olika vetenskapliga och tekniska områden, såsom elektrokemiska energisystem, membranteknologier och nanofluidik, sa Henni Ouerdane.