Головна » 2010 » Лютий » 15 » Физики заморозили воду нагреванием
14:04 Физики заморозили воду нагреванием | |
| При
контакте с определённым классом веществ переохлаждённая вода начинает
превращаться в лёд с повышением температуры. Такой необычный опыт провела
группа исследователей под руководством Игоря Любомирского из научного института
Вайцмана. Чистая переохлаждённая вода способна оставаться жидкой до -40 градусов по Цельсию, и обычно переходу её в кристаллическое состояние способствует какое-либо внешнее возмущение или добавка центров кристаллизации (мелких твёрдых частиц). Однако возможна парадоксальная ситуация, при которой переохлаждённая жидкость самопроизвольно и резко начнёт обращаться в лёд при нагреве. Данный эффект, как открыли Любомирский (он на фото под заголовком) и его коллеги, получается при контакте воды с пироэлектриками. Последние представляют собой материалы, способные при росте или падении температуры создавать на своей поверхности временные нескомпенсированные электрические заряды. По результатам экспериментов с водой на кристалле LiTaO3 и на квазиаморфной тонкой плёнке SrTiO3 учёные установили, что появление положительных зарядов на поверхности этих веществ способствует кристаллизации H2O, а отрицательных зарядов, напротив, снижает температуру замерзания воды. Это, в свою очередь, приводит к интересным явлениям. Так, капельки воды, охлаждённые на отрицательно заряженной поверхности LiTaO3 до 11 градусов ниже нуля (и остающиеся при этом жидкими), мгновенно замораживаются при повышении температуры до Также авторы эксперимента, используя рентген, установили, что на положительно заряженной поверхности замораживание начинается с раздела твёрдое тело/вода, а на отрицательно заряженной поверхности лёд растёт с границы вода/воздух. Вероятно, это связано с поляризацией молекул воды (электронные облака в которой смещены в сторону кислорода) и притягиванием (или отталкиванием) того или иного её края к заряженной поверхности пироэлектрика. "Разница между положительным и отрицательным зарядами была неожиданной", - прокомментировал наблюдаемые эффекты Любомирский. Детали опыта можно найти в статье в Science. Понимание всех тонкостей взаимодействия воды и пироэлектриков может дать богатую пищу для размышлений о защитных процессах в тканях холоднокровных животных, попадающих в лёд, а также может привести к новым методам криоконсервации клеток и тканей, защиты сельскохозяйственных растений от замерзания и искусственной генерации облаков | |
|
| |
| Всього коментарів: 0 | |
