Ученые получили минимально возможный кристалл льда — Naked Science
4 минуты
Васильев1 Сергей

Ученые получили минимально возможный кристалл льда

Ювелирные наблюдения показали, что в капле воды должно быть хотя бы 90 молекул, чтобы из нее могла вырасти обычная снежинка.

©Clicking Moms Blog

В разных условиях вода может образовывать кристаллы разного размера, формы и симметрии. Однако обычный лед, с которым мы имеем дело в жизни, практически весь относится к разновидности Ih. Он стабилен в широком диапазоне температур и давлений и формирует кристаллы с гексагональной — шестисторонней — симметрией.

Их образование начинается в воздухе, из микроскопических кластеров воды, оказавшихся на холоде: кристаллизовавшиеся крошечные зародыши быстро вырастают до полноценных снежинок и выпадают вниз. Процесс зарождения будущей ледяной снежинки особенно интересен: какой минимальный объем воды требуется для появления кристаллического зародыша? Из двух или даже десяти молекул его не сложишь, а существующие оценки дают разброс от нескольких десятков до нескольких сотен молекул.

Такие выводы получены во время экспериментов с переохлажденной жидкостью, в которой и наблюдалось образование кристаллов, однако эти условия, очевидно, сильно отличаются от происходящего в естественной среде — в воздухе. Не дает однозначных результатов и компьютерное моделирование этого процесса. Поэтому Томас Цойх (Thomas Zeuch) и его коллеги попробовали скомбинировать новые технологии моделирования с совершенно новыми экспериментами.

В опытах ученые использовали контролируемый пучок молекул воды и инертного газа аргона, пропуская его сквозь 60-микрометровое отверстие форсунки. Вырываясь из нее, смесь проходила сквозь области последовательно понижающейся температуры, охлаждаясь намного медленнее и осторожнее, чем в предыдущих экспериментах. Температура постепенно падала до минус 123 °С, а инфракрасный спектр позволил ученым регистрировать момент перехода жидкости в твердую фазу.

В статье, опубликованной в журнале PNAS, ученые сообщают, что минимальное количество молекул, из которых начинает образовываться зародыш кристалла, составляет примерно от 90 до 150 штук. Такой кластер молекул воды — «нанокапля» — будет иметь диаметр всего около двух нанометров, в миллион раз меньше, чем снежинка, которая из него вырастет.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 10:00
42 минуты
Редакция

Все знают, что нефть — это углеводороды. Но из чего она образовалась? Правда ли, что из динозавров? И сколько миллионов лет нефти, из которой сегодня делают бензин и сотни других важных окружающих нас вещей? Разбираемся, какие запасы нефти залегают в России и сколько их осталось, почему их до сих пор не добыли, а также, как это связано с существами, которые жили миллионы лет назад.

10 часов назад
6 минут
Мария Азарова

Опрос среди совершеннолетних жителей разных российских регионов показал, что 64 процента из них не верят в естественное происхождение коронавируса — главным образом эта категория представлена людьми старше 40 лет.

Вчера, 10:22
5 минут
Сергей Васильев

Моделирование показало, что через миллиард лет атмосфера нашей планеты переживет резкие изменения и потеряет весь свой кислород, отбросив жизнь к древнейшим анаэробным формам.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

24 февраля
10 минут
Мария Азарова

Ученые провели анализ по 353 профессиям и оценили, насколько различия в статусе потребления алкоголя можно объяснить родом занятий.

26 февраля
8 минут
Мария Азарова

Математическое моделирование позволило подсчитать, что большинство случаев тяжелого течения коронавирусного заболевания и госпитализаций по этой причине в США оказались связаны с одним из четырех кардиометаболических нарушений, а главным образом — с ожирением.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: