NatComms: необычная форма льда раскрыла принцип замерзания переохлаждённой воды

Японские ученые из Токийского университета обнаружили новую форму льда, названную "лед 0". Исследование опубликовано в научном журнале Nature Communications (NatComms).

Науке известно более 20 различных разновидностей льда, которые образуются при разных комбинациях давления и температуры. Обычный водяной лед в этой системе обозначен как "лед I".

В новом исследовании ученые показали, что структуры льда 0 могут привести к замерзанию капель воды у поверхности, а не в их ядрах.

Кристаллизация льда, известная как зародышеобразование, обычно происходит гетерогенно, то есть на твердой поверхности. Обычно ожидается, что это произойдет на поверхности контейнера с водой, где жидкость контактирует с твердым телом.

Однако ученые обнаружили, что кристаллизация льда может происходить и под поверхностью воды, где она контактирует с воздухом. Здесь лед образуется вокруг небольших предшественников с характерной кольцевой структурой льда 0.

Маленькие предшественники льда 0 образуются спонтанно из-за эффектов отрицательного давления, вызванного поверхностным натяжением воды. Как только начинается кристаллизация из этих предшественников, структуры, напоминающие лед 0, быстро превращаются в хорошо известный лед I.

По словам старшего автора исследования Хадзиме Танаки, это открытие может значительно повлиять на климатические исследования и науки о продуктах, где параметры кристаллизации воды играют ключевую роль.