پژوهشگران با استفاده از ایزوتوپ اکسیژن موفق شدند نگاه نزدیک‌تری به ساختار مولکول آب بیاندازند. آنها دریافتند که مولکول آب دارای ساختار منعطف ناموزون است. نتایج این تحقیق می‌تواند برای بررسی ساختار اکسیدهای نامنظم مورد استفاده قرار گیرد.
استفاده از ایزوتوپ‌های اکسیژن برای مطالعه ساختار آب
پژوهشگران با استفاده از ایزوتوپ اکسیژن موفق شدند نگاه نزدیک‌تری به ساختار مولکول آب بیاندازند. آنها دریافتند که مولکول آب دارای ساختار منعطف ناموزون است. نتایج این تحقیق می‌تواند برای بررسی ساختار اکسیدهای نامنظم مورد استفاده قرار گیرد.
پراش نوترونی این امکان را برای شیمی‌دان‌ها به‌وجود می‌آورد که موقعیت اتم‌ها را در یک ماده بررسی کنند. با جایگزینی یک عنصر با ایزوتوپ آن در نمونه، محققان می‌توانند آن نقطه را روی مولکول ثابت کرده و مشخص کنند که حرکت اتم‌های پیرامون آن نقطه به چه صورت است.
تا پیش از این، محققان به‌دنبال جایگزینی مولکول‌های اکسیژن نبوده‌اند. فیلیپس سالمون از دانشگاه باث، انگلستان، می‌گوید بیشتر پژوهشگران به‌دنبال استفاده از ایزوتوپ اکسیژن نبوده‌اند زیرا اتم معمولی و ایزوتوپ اکسیژن به یک میزان موجب پراش نوترون می‌شوند. اما بعد از آزمایشاتی که در موسسه لاولانگوین فرانسه انجام شد، این تیم تحقیقاتی دریافت که تفاوت میان ۱۸O و ۱۶O شش برابر بیشتر از چیزی است که در مقالات درج شده است. هر چند این تفاوت بسیار کم است اما همین مقدار هم می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا با استفاده از این روش به مطالعه اکسید فلزی بپردازند.
محققان با علم به این موضوع شروع به تحقیقات درباره آب کردند. هرچند این ماده حیاتی به‌وفور یافت می‌شود اما ساختار آن برای محققان ناشناخته است. دلیل این ناشناخته بودن، اثرات کوانتومی روی ایجاد ساختار آب است. مدل‌های مختلفی برای آب ارائه شده است. ساده‌ترین این مدل‌ها حالتی است که آب را یک مولکول صلب و بدون انعطاف معرفی می‌کنند. مطالعات نظری و شبیه سازی‌های کامپیوتری نشان می‌دهد که با اعمال اثرات کوانتومی روی یک مدل صلب موجب می‌شود که پیوندهای هیدروژنی آب شکسته شود. اما اگر شما یک مدل منعطف و ناموزون داشته باشید این شکستگی کمتر اتفاق می‌افتد. با یک مدل انعطاف‌پذیر، مولکول‌های آب می‌توانند ممنتوم دو قطبی خود را افزایش داده و نیروی عکس اثرات کوانتومی اعمال کنند.
برای تعیین این که کدام دو مدل بهتر با واقعیت تطابق دارد، محققان آزمایش پراش نوترونی راه‌اندازی کردند. برای این کار از ایزوتوپ‌های اکسیژن استفاده کردند. آنها دریافتند که میان طول پیوند اکسیژن – هیدروژن در H2O و ۵D2O درصد اختلاف وجود دارد. اگر مولکول‌های آب صلب باشند نباید چنین اختلافی وجود داشته باشد. بنابراین نتایج تجربی مدل منعطف و نانوموزون را تایید می‌کند. محققان در حال حاضر قصد دارند تا این روش را روی ساختارهای اکسیدی دیگر نظیر شیشه‌های نامنظم امتحان کنند.
