Експерименти, проведені в Х’юстонському університеті, показали, що крихітні крапельки можуть залишатися рідкими аж до -44 °C, якщо їх тримати в контакті з м’якою поверхнею.
Точка замерзання води не є жорсткою і фіксованою – це, скоріше, відправна точка. Першими замерзають поверхневі шари краплі, а кристали льоду, що утворюються змушують замерзати все більш глибокі шари. Цей процес триває до тих пір, поки вся водойма не перетвориться в лід.
Будь-яка крапля води замерзає при температурі від 0 °C до -38 °C. Але вченим вдалося зберегти деякі особливо крихітні крапельки в рідкому стані при температурі до -44 °С.
Ключовим моментом, на думку команди, є тип поверхні, з якою стикається вода. Кристали льоду легко утворюються на твердих поверхнях, але більш м’які поверхні, такі як масла або гелі, можуть пригнічувати це утворення довше. А маленькі краплі можуть залишатися рідкими ще довше, ніж великі.
Щоб краще вивчити фізику переходу води в лід, група дослідників експериментувала з краплями води розміром всього два нанометри, в той час, як «звичайний» розмір краплі в експериментах становить близько 100 нм. Для цього дослідники помістили воду в пори мембрани, виготовленої з анодованого оксиду алюмінію. Нанокаплі були оточені октановим маслом, щоб створити ту саму “м’якість” поверхні.
- Генне налаштування наділило мишей надслуховими здібностями
- Новий стан води виявили всередині смарагду
- Як знизити рівень холестерину: поради лікарів
Завдяки розробленому методу вченим вдалося виміряти температуру замерзання крапель води від мікронного до нанометрового масштабу – раніше це було практично неможливо. Втім, в загальному випадку це завдання не вирішене досі.
Вчені кажуть, що результати дослідження можуть допомогти в розробці нових методів зменшення утворення льоду на поверхнях літаків, вітряних турбін та інших об’єктах інфраструктури. Це також може привести до створення поліпшених систем кріоконсервації продуктів харчування.
Дослідження було опубліковано в журналі Nature.