Специалисты Уральского федерального университета (УрФУ) в ходе нового исследования установили особенности роста ветвящихся структур льда, характерных для снежинок и морозных узоров. Выяснилось, что в условиях микрогравитации, вдали от Земли, такие кристаллы обретают практически идеальную симметрию. На нашей же планете под воздействием гравитации и разности температурных потоков их очертания оказываются далеки от совершенных геометрических форм.
Полученные данные имеют не только фундаментальное научное значение. Как отмечают разработчики, результаты работы могут быть применимы при моделировании процессов затвердевания металлических сплавов. Это открывает перспективы для создания материалов с повышенными характеристиками прочности, жаростойкости и устойчивости к коррозии, востребованных в авиационной и космической отраслях.
«Если говорить упрощенно, то мы опровергли распространенное представление о том, что форма снежинки описывается правильной геометрической фигурой. Исследование показало: форма кончика дендритного кристалла спереди может описываться параболой, но в целом снежинка имеет сложную, негладкую и несимметричную форму», — пояснила ведущий научный сотрудник лаборатории математического моделирования физико-химических процессов в многофазных средах УрФУ Любовь Торопова.
По словам ученых, ключевыми факторами, определяющими очертания и скорость роста ледяных отростков, выступают уровень переохлаждения воды, гравитация и подвижность воздушных масс. В космическом пространстве, где отсутствуют конвективные потоки, кристаллы развиваются в практически неподвижной среде. Это способствует формированию более предсказуемых и симметричных структур, подчиняющихся исключительно внутренним закономерностям кристаллизации.
Подробнее читайте в эксклюзивном материале «Известий»:
Холодный подсчет: «идеальная» снежинка из невесомости поможет создать сверхпрочный сплав