Голландские физики заморозили воду… при комнатной температуре!

Ученым из Нидерландов впервые удалось экспериментально продемонстрировать возможность фазового перехода воды при температуре порядка 20 градусов по Цельсию. Сделать воду твердой - при обычных для человека условиях - исследователям помогли нанотрубки.

Эта новая работа голландских ученых К.Джинеша и Й.Френкена из университета города 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 г.), 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 сканирующего атомно-силового микроскопа высокого разрешения.

Лед, образующийся в нанотрубках, 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, сообщает PhysOrg.