Скачать Учёные заморозили воду тепломПредставьте себе, как замерзает вода во время нагревания! Способность Н2О вот к таким странным трюкам недавно обнаружили учёные.

Всем известно, что вода превращается в лёд при 32 градусах по Фаренгейту (0 градусах по Цельсию). Удивительно, но если вода находится в гладкой бутылке при полном отсутствии пыли, она может оставаться жидкой вплоть до минус 40 градусов по шкале Фаренгейта (–40º С) в так называемой «переохлаждённой» форме. Пыль и шероховатая поверхность, с которыми обычно контактирует вода в природе, служат в качестве ядра, вокруг которого формируются кристаллики льда.

Теперь же исследователь Игорь Любомирский (Igor Lubomirsky) из института Вейцмана в Реховоте (Израиль) вместе с коллегами обнаружили ещё один способ контролировать температуру замерзания воды – с помощью так называемых квази-аморфных пироэлектрических тонких плёнок. Эти поверхности изменяют электрический заряд в зависимости от температуры.

Когда пироэлектрическая плёнка имеет положительный заряд, воду заморозить гораздо легче, чем при отрицательном заряде поверхности.

Учёные увидели, что переохлаждённая вода может замёрзнуть во время нагревания, пока температура изменяет заряд поверхности. Например, когда переохлаждённая вода находится на отрицательно заряженной поверхности танталата лития, она мгновенно превратится в лёд, как только плёнка нагреется до 17,6 градусов по Фаренгейту (–8º С), и её заряд станет положительным.

Любопытно, что положительно заряженные поверхности приводят к тому, что вода замерзает снизу вверх, а отрицательные, наоборот, сверху вниз. Это, вероятно, связано с тем, как ориентируются молекулы воды – отрицательно заряженные атомы кислорода в молекулах воды естественно направлены к положительно заряженной поверхности, обратное же происходит с атомами водорода.

«Разница между положительным и отрицательным зарядом оказалась неожиданной», – заявил Любомирский.

Возможность лучше контролировать температуру замерзания переохлаждённой воды может быть невероятно значимой для целого ряда моментов, включая выживание хладнокровных животных, криоконсервацию клеток и тканей, защиту сельскохозяйственных растений от замерзания и способность понимать и вызывать образование облаков.

Учёные представили подробные результаты своих исследований в февральском выпуске журнала «Наука».

Источник: livescience.com

загрузка...