Ученые заморозили воду при комнатной температуре

Голландские ученые впервые экспериментально продемонстрировали возможность перехода воды в твердое состояние при комнатной температуре.

Новая работа голландских ученых Джинеша и Йооста Френкена из университета в городе Лейден, опубликованная в журнале Physical Review Letters, описывает способность воды к переходу в твердое состояние при заключении ее в объем, имеющий размеры порядка нанометров.

Следует отметить, что факт замерзания воды при положительных температурах отмечали и ранее (та же группа сделала это в 2006 году), однако однозначно убедительных экспериментов по этому поводу не было.

Недавно были опубликованы работы, где описывали и противоположные эффекты - присутствие жидкой воды в нанотрубках при отрицательных температурах. Этот эффект был рассчитан с помощью моделирования, и были приведены некоторые экспериментальные факты.

В работе голландских физиков убедительно показано, с помощью прямого эксперимента, что вода при комнатной температуре замерзает.

Они сближали две плоские поверхности до расстояния между ними менее 10 диаметров молекул воды (около 1 нм), вода при этом попадала в зазор благодаря капиллярной конденсации из влажного воздуха.

Фазовое состояние воды наблюдали с помощью модифицированного метода сканирующей атомно-силовой микроскопии высокого разрешения, в котором измеряется сила трения микромеханического зонда с поверхностью изучаемого вещества.

При образовании льда движение вольфрамового наконечника становилось таким же, каким оно бывает при перемещении любого металлического предмета на поверхности льда, с чередованием проскальзывания и остановок движения.

Образующийся лед, по мнению авторов, имеет обычную гексагональную кристаллическую решетку. Объяснение эффекта связано с формированием упорядоченной структуры воды в нанообъеме, чему способствуют сами пространственные ограничения.

Сам факт существования твердой воды при комнатной температуре можно будет использовать для объяснения поведения воды как смазочного вещества.

У этого явления просматриваются и явно отрицательные последствия - при разработке электромеханических устройств нано- и микромасштабов придется учитывать возможность формирования ледяных пленок, нарушающих нормальную работу этих устройств.