Физики заморозили воду нагреванием

При взаимодействии с определённым классом веществ переохлаждённая вода начинает преобразовываться в лёд с увеличением температуры. Таковой необыкновенный опыт совершила несколько исследователей под управлением Игоря Любомирского из научного университета Вайцмана.

Чистая переохлаждённая вода способна оставаться жидкой до -40 градусов по шкале Цельсия, и в большинстве случаев переходу её в кристаллическое состояние содействует какое-либо внешнее возмущение либо добавка центров кристаллизации (небольших жёстких частиц). Но вероятна парадоксальная обстановка, при которой переохлаждённая жидкость самопроизвольно и быстро начнёт обращаться в лёд при нагреве.

Этот эффект, как открыли Любомирский (он на фото под заголовком) и его коллеги, получается при взаимодействии воды с пироэлектриками. Последние являются материалами , талантливые при росте либо падении температуры создавать на собственной поверхности временные нескомпенсированные заряды.

По экспериментальным результатам с водой на кристалле LiTaO3 и на квазиаморфной узкой плёнке SrTiO3 учёные установили, что появление хороших зарядов на поверхности этих веществ содействует кристаллизации H2O, а отрицательных зарядов, наоборот, снижает температуру замерзания воды. Это, со своей стороны, ведет к увлекательным явлениям.

Так, капельки воды, охлаждённые на отрицательно заряженной поверхности LiTaO3 до 11 градусов ниже нуля (и остающиеся наряду с этим жидкими), мгновенно замораживаются при увеличении температуры до -8 °C, потому, что пироэлектрик сейчас меняет заряд поверхности на хороший.

Кроме этого авторы опыта, применяя рентген, установили, что на положительно заряженной поверхности замораживание начинается с раздела жёсткое тело/вода, а на отрицательно заряженной поверхности лёд растёт с границы вода/воздушное пространство. Возможно, это связано с поляризацией молекул воды (электронные тучи в которой смещены в сторону кислорода) и притягиванием (либо отталкиванием) того либо иного её края к заряженной поверхности пироэлектрика.

«Отличие между хорошим и отрицательным зарядами была неожиданностью», — прокомментировал замечаемые эффекты Любомирский. Подробности опыта возможно отыскать в статье в Science.

Познание всех тонкостей сотрудничества воды и пироэлектриков может дать богатую пищу для размышлений о защитных процессах в тканях холоднокровных животных, попадающих в лёд, и может привести к новым способам тканей и криоконсервации клеток, защиты сельскохозяйственных растений от искусственной генерации и замерзания туч.

Определите заодно, как золото в первый раз затвердело при нагреве и познакомьтесь с перевёрнутым материалом.

Случайное видео:


Интересные записи