Oamenii de știință au observat cum apa se transformă într-o „sticlă” ciudată în loc de gheață

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

Fizicienii au reușit să observe în detaliu tranziția apei lichide către starea de sticlă amorfă, fără ca aceasta să cristalizeze, folosind o matrice lipidică specială și fascicule de raze X și neutroni.

Deși acoperă peste 70% din suprafața Pământului, apa continuă să își păstreze numeroase secrete moleculare.

În mod normal, la temperaturi scăzute, apa formează o rețea rigidă și ordonată de gheață cristalină. În anumite condiții extreme, însă, ea se poate transforma în „apă sticloasă”, o stare amorfă în care moleculele sunt înghețate într-o structură dezordonată.

Până acum, observarea directă a acestei tranziții de fază a fost imposibilă din cauza cristalizării rapide din așa-numitul domeniu termic inaccesibil, sub −45 °C.

Într-un nou studiu condus de fizicianul Raffaele Mezzenga de la ETH Zurich, în colaborare cu Organizația Australiană pentru Știință și Tehnologie Nucleară (ANSTO), cercetătorii au reușit să blocheze cantități microscopice de apă între straturi de fitantriol, un alcool gras stabil și fluid.

Apa continuă să își păstreze numeroase secrete moleculare

Această matrice lipidică a împiedicat formarea cristalelor de gheață pe măsură ce temperatura scădea.

Echipa a combinat simulările pe calculator cu liniile de fascicul de raze X de sincrotron (SAXS/WAXS) și spectrometrele cu neutroni de la ANSTO. Măsurătorile au analizat dinamica atomilor de hidrogen pe intervale de timp de la microsecunde la picosecunde.

Descoperirile arată că transformarea sticloasă are loc pe un interval de temperatură mult mai ridicat și mai extins decât se credea anterior.

Apa acoperă peste 70% din suprafața Pământului

Mai exact, încetinirea dinamicii moleculare se produce între −35 °C și −21 °C, unde mișcarea cinetică a moleculelor de apă devine extrem de lentă.

În plus, tranziția structurală sticloasă se finalizează între −74 °C și −64 °C, când apa se blochează definitiv într-o stare solidă, dar dezordonată.

Pe lângă clarificarea fizicii apei la nivel nanometric, rezultatele au aplicații practice majore în criogenie, optimizarea proceselor de conservare a țesuturilor biologice și congelarea avansată a alimentelor, scrie ScienceAlert.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Câte miliarde de litri de apă consumă centrele de date cu adevărat?

O structură uriașă se ascunde sub gheața Antarcticii

Test de cultură generală. De ce apar flori de gheață pe geamuri iarna?

Cum este viața în cel mai rece oraș din lume? Mâncarea îngheață în câteva secunde!