Научные исследования и технические разработки
по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика.
Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки.
Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.
Итальянским физикам удалось разрешить давно идущие споры о температуре стеклования воды
Вода в таком стеклообразном состоянии, аморфный лёд используется во многих физических и биологических экспериментах, поэтому результаты работы чрезвычайно важны как для физики, так и для биологии.
Получить аморфный лёд можно либо путем достаточно быстрого охлаждения воды, либо с помощью быстрого сжатия обычного льда. По своим свойствам H2O в таком состоянии напоминает стекло по прозрачности, жёсткости и блеску. Аморфный лёд, в отличие от обычного, не обладает, как и стекло, кристаллической решеткой, его молекулы расположены беспорядочно. На Земле, в основном встречается лёд в кристаллической форме, в то время как его аморфная форма преобладает в межзвёздной среде. Аморфный лёд широко используется в научных целях, например, для электронной криомикроскопии и для криоконсервации тканей.
Несмотря на то, что аморфный лёд исследуется и используется уже достаточно давно, учёные до сих пор не вычислили один из важнейших параметром стеклообразного состояния воды — температуру, при которой вода переходит в аморфную форму, так называемую температуру стеклования. Дело в том, что исследовать чистый аморфный лёд достаточно тяжело. Например, для его получения необходимо охлаждать воду со скоростью порядка 104К/c. Поэтому прямые измерения температуры стеклования воды давали противоречивые результаты.
Авторы статьи, недавно опубликованной в журнале The Journal of Chemical Physics, утверждают, что им удалось разрешить этот давнишний спор и определить температуру стеклования воды. Для этого физики из Университета Пизы и Национального исследовательского центра Института физико-химических процессов, Италия, использовали косвенные методы, основанные на анализе динамики воды. Они исследовали поведение воды как в больших объемах, так и в малых, нанометровых; подходили к предполагаемой температуре стеклования и со стороны больших, и со стороны меньших температур. Также они измеряли температуры стеклования для воды с различными примесями.
Комбинируя полученные данные, учёные установили, что температура перехода воды в стеклообразное состояние равна приблизительно 136 К (-137˚C), подтвердив, таким образом, наиболее распространенную точку зрения.
