Att sätta vatten på en (riktigt) trång plats och öka trycket kan avslöja nya sidor av dess redan kvicksilver personlighet, säger en ny internationell studie medförfattare av kemister vid University of Nebraska-Lincoln.

I sitt gasformiga tillstånd, vatten har formen av ånga; som en fast, den kan anta minst 21 former av is vars molekylära struktur varierar med temperaturen och trycket som omger den. Men dess mest kända tillstånd-vätskan som täcker två tredjedelar av jordens yta och upprätthåller allt liv på den-har förblivit något av ett mysterium.

Sedan början av 1990 -talet har forskare har erbjudit bevis både för och emot tanken på att flytande vatten kan övergå i två former vars densitet - antalet vattenmolekyler som finns i en given volym - är betydligt lägre eller högre än standarden ett gram per kubikcentimeter.

Som rapporterat i Förfaranden från National Academy of Sciences , Nebraska-kemisten Xiao Cheng Zeng och japanska kollegor har föreslagit att dessa låg- och högdensitetsformer kan komma ut ur flytande vatten i ett kolrör, cirka 100, 000 gånger tunnare än ett människohår.

Teamet utförde beräkningssimuleringar som tyder på att vid konstant 44 grader Fahrenheit, nanorör-inneslutet vatten under ökande mängder extremt tryck kommer att övergå till en lågdensitetsform innan det fryser in i en sexkantig isnanorör och sedan smälter till en vätskeform med hög densitet.

"Detta har varit en helig gral, för att se om det finns två typer av flytande vatten, "sa Zeng, Kanslerens universitetsprofessor i kemi.

Ändå medgav Zeng att laget inte ens letade efter gralen - det hoppades helt enkelt på att bestämma temperaturen vid vilken vatten frös in i en isnanorör.

"Överraskningen var att när vi (ytterligare) höjde trycket, isen smälte till en vätska igen, "Sade Zeng." Det hade vi inte väntat oss. "

Tidigare forskning som argumenterar för förekomsten av låg- och högdensitetsformer har föreslagit att de skulle hittas mer än 40 grader under noll Fahrenheit, bortom ett "ingenmansland" där även det mest renade flytande vattnet börjar kristallisera till is. Detta faktum har mycket komplicerat sökningen, Zeng sa, genom att tvinga forskare att mäta flytande vatten på de ofattbart korta tidsperioder som det kan finnas i dessa former innan de fryser.

De senaste framstegen när det gäller tillverkning av kolnanorör-i kombination med en mer förlåtande temperatur-kan göra lagets nanoteströr till ett tilltalande alternativ bland experimenter som vill bekräfta förekomsten av dessa länge debatterade former, han sa.

"Det är en förutsägelse från en datorsimulering, men jag skulle säga att den har ett mycket bättre hopp om att testas i laboratoriet, "Sa Zeng.