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, 13:47
2 минуты
Илья Ведмеденко

В Европе начались работы по проектированию космического мусоросборщика Clearspace-1. Контракт на его разработку намерены подписать в ноябре.

Позавчера, 13:59
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

7 часов назад
5 минут
Илья Ведмеденко

Недавно ВКС России провели испытания новой противоракеты системы ПРО. Теперь Минобороны представило видео тестов.

26 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

Позавчера, 13:59
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

26 октября
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: