Вода покрывает большую часть Земли и составляет значительную долю массы живых организмов. При охлаждении она обычно превращается в лед. Существует и другая возможность — вода может становиться стеклообразной, аморфной. Этот процесс долго не удавалось увидеть. Теперь физики смогли его наблюдать. Изображение: ScienceAlert При замерзании вода образует кристаллы льда с упорядоченной структурой. Это происходит около -45 °C. Ниже этой температуры находится плохо изученная область. Считалось, что переход в стекло происходит примерно при -135 °C. Кристаллический лед мешал наблюдениям. В новом исследовании физики поместили воду в матрицу из липидных слоев, вдохновленную природными механизмами. Они заперли тончайший слой воды толщиной менее миллиардной доли метра между двумя липидными слоями из фитантриола — жирного спирта, который остается стабильным и текучим на холоде. В такой ловушке вода не могла кристаллизоваться. Это позволило отследить ее переход в стекло. Оказалось, что этот переход происходит в более широком диапазоне температур, чем считалось. Чтобы изучить поведение воды на нанометровом уровне, группа физиков под руководством Раффаэле Меззенги из ETH Zurich вместе с учеными из Австралийской организации по ядерной науке и технологиям (ANSTO) объединила вычислительные модели с передовыми методами атомного зондирования. Они использовали рентгеновское рассеяние (SAXS/WAXS) и нейтронные спектрометры Emu и Pelican. Крупнейшее исследование показало, кто может дожить до 100 лет и передаётся ли это по наследству Удалось обнаружить замедление динамики воды в ограниченном пространстве в диапазоне от -63 до -20 °C. Это изменение изучали в шести временных порядках. Резкое изменение молекулярной динамики происходит около -35…-21 °C, когда движение молекул воды замедляется. Структурный переход в стекло происходит между -74 и -64 °C. Помимо фундаментального значения, эти результаты могут найти практическое применение. «В более общем плане, помимо чисто фундаментальных аспектов, наши результаты имеют непосредственное и более широкое значение для всех физических явлений, связанных с криогенной наноограниченной водой, таких как криоконсервация биологического материала и глубокая заморозка продуктов питания, — это лишь пара примеров», — заявляют ученые.
Источник новости: overclockers.ru
