Используя сверхнизкие температуры и несколько стальных шарикоподшипников, ученые создали совершенно новую, необычную форму льда. У нее та же плотность, что и у жидкой воды.
В отличие от кристаллического льда, который естественным образом образуется на Земле, у нового нет организованной молекулярной структуры. Молекулы образца отличаются хаотичностью, как у аморфных веществ. Их атомная структура имеет ближний порядок, но не дальний. Это характерно для кристаллических структур. К стабильно-аморфным веществам относятся стекла (искусственные и вулканические), естественные и синтетические смолы, клеи, парафин и воск.
Ученые и раньше создавали аморфный лед, но он был либо менее плотный, либо гораздо плотнее жидкой воды. Новая версия аморфного находится «где-то посередине», почти точно совпадая с плотностью жидкой воды. «Это что-то совершенно новое», — пишут ученые.
Для создания льда нового типа ученые использовали шаровую мельницу. Они просто экспериментировали и хотели «проверить, что из этого выйдет». Исследователи поместили материал помещается в камеру с шариками из нержавеющей стали. Там шарниры встряхивали или переворачивали лед до тех пор, материал не измельчился.
Ученые думали, что шаровая мельница просто разобьет кристаллы льда на более мелкие. Но это не то, что произошло. Вместо этого шарниры разрезали и сжимали кристаллы льда, пока не получился аморфный лед средней плотности.
Компьютерное моделирование показало, что изначально лед был в обычном кристаллическом состоянии, а его водородные связи образовали гексагональную решетку. Случайный сдвиг под действием шаровой мельницы толкал их в разные стороны.
Новую форму льда получили при температуре 77 Кельвинов, или –196 °C. Помимо плотности 1,06 г/см³, она обладает некоторыми странными свойствами. Когда исследователи сжали лед средней плотности и нагрели его до –120 °C, лед «перекристаллизовался», выделив большое количество тепла.
Читать далее:
Ученые назвали топ-6 способов «спасти» память пожилых людей
Таинственный отпечаток под землей удивил ученых. Ему больше 1 000 лет
Меч, который считали подделкой, оказался артефактом бронзового века и ему 3 000 лет
На обложке: часть экспериментальной установки для изготовления аморфного льда средней плотности. Изображение предоставлено Александром Розу-Финсеном, Кристофом Зальцманном