Исследователь выдвигает предел того, когда вода замерзнет

  • Пользователь Алексей Коровин опубликовал
  • 21 декабря 2022 г., 18:01:05 MSK
  • 0 комментариев
  • 138 просмотров
Инженер меняет то, что мы знаем о том, когда вода замерзает, поскольку он достигает предела и получает лучший вид на крошечные капли воды, когда они замерзают.

Хотя это одна из величайших тайн науки, превращение воды в лед часто ускользает от внимания людей, поскольку предполагается, что именно это и происходит. Но как и почему это происходит, является предметом пристального изучения ученых ice, таких как Хади Гасеми, адъюнкт-профессор машиностроения Каллена в Хьюстонском университете. Чтобы понаблюдать за процессом кристаллизации воды в лед на молекулярном уровне, Гасеми сообщает о лучшем взгляде на процесс: фазовом превращении воды в лед диаметром до 2 нм (нанометров).

Затем, когда Гасеми исследовал эти крошечные частицы, он сделал еще одно открытие. Он мог бы преодолеть предел замерзания воды и поддерживать крошечные капельки в жидком состоянии, вводя их в контакт с мягкими поверхностями раздела, такими как гели или липиды.

"Мы обнаружили, что если капля воды соприкасается с мягкой поверхностью раздела, температура замерзания может быть значительно ниже, чем у твердых поверхностей. Кроме того, капля воды размером в несколько нанометров может избежать замерзания до -44 ° C, если она соприкасается с мягкой поверхностью раздела", - сообщает Гасеми в Nature.

Предел температуры замерзания капли воды составляет -38 °C. То есть любая капля воды замерзнет при некоторой температуре от 0 ° C до -38 °C. Ниже этой температуры замерзание до сих пор было неизбежным.

Процесс замораживания такой крошечной капли воды играет решающую роль в выживании животных в холодных условиях, поскольку замороженная капля воды внутри клетки приводит к разрыву клетки и смерти. Этот процесс также играет ключевую роль в прогнозировании климата, облачных условиях, криоконсервации органов и технологий, подверженных воздействию обледенения, таких как самолеты и ветряные турбины.

"Экспериментальное определение температуры замерзания капель воды размером в несколько нанометров было нерешенной задачей. Здесь, благодаря недавно разработанным метрологическим методам, мы смогли исследовать замерзание капель воды от микронного масштаба до масштаба 2 нм", - сказал Гасеми.

Ранее Гасеми создал отталкивающий лед материал для аэрокосмических применений, используя новую концепцию, называемую локализацией напряжений. Его текущие результаты способствуют более глубокому пониманию природных явлений и дают рекомендации для дальнейшего проектирования противообледенительных систем для авиации, ветроэнергетики и инфраструктуры и даже систем криоконсервации.

Комментарии

0 комментариев