Zabudnuté heslo?
Prihlásenie

Mäkké povrchy udržujú tekutú vodu hlboko pod hranicou mrazu

Mäkké povrchy udržujú tekutú vodu hlboko pod hranicou mrazu
Autor:
Roman Mališka
Zverejnené:
7. 12. 2021
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

Je známe, že voda zamŕza pri teplote 0 stupňov Celza, no v skutočnosti to nie je také jednoduché. Nové experimenty vedcov z Houstonskej univerzity totiž ukázali, že drobné kvapôčky vody môžu zostať tekuté až do teploty -44 stupňov Celzia, ak sú v kontakte s mäkkým povrchom.

Bod mrazu vody nie je konštanta, je to skôr počiatočný bod, kde molekuly vody začnú zamŕzať. Ako prvé sa prepnú tie, ktoré sú vystavené studenému vzduchu na povrchu a ľadové kryštály, ktoré tvoria, spúšťajú zamrznutie aj susedných molekúl. Tento proces pokračuje, kým sa celá voda nestane ľadom.

Každá kvapka vody zamrzne niekde medzi 0 až -38 stupňov Celzia. No v novej štúdii sa výskumníkom z Houstonskej univerzity podarilo udržať niektoré obzvlášť malé kvapôčky v ich tekutej forme pri teplotách až -44 stupňov Celzia.

Kľúčový je podľa vedcov typ povrchu, s ktorým je voda v kontakte. Ľadové kryštály sa ľahko tvoria na tvrdých povrchoch, ale mäkšie rozhrania, ako sú oleje alebo gély, môžu túto tvorbu potlačiť na dlhší interval. A menšie kvapky vody tak môžu zostať tekuté ešte dlhšie ako tie väčšie.

Nový experiment ukazuje, že malé kvapôčky vody môžu byť udržiavané v tekutom stave hlboko pod ich zvyčajným bodom mrazu tým, že sú v kontakte s mäkkým rozhraním.

Pri bližšom pohľade na fyziku prechodu vody na ľad, tím experimentoval s kvapkami vody s priemerom len dvoch nanometrov, v porovnaní s obvyklým rozsahom kvapiek s priemerom približne 100 nanometrov. Aby sa tak stalo, vedci obmedzili vodu v póroch membrány vyrobenej z eloxovaného oxidu hlinitého. Nanokvapôčky vody boli potom obklopené oktánovým olejom, aby celé rozhranie zostalo v „mäkkom stave“.

Tím tvrdí, že nález by mohol pomôcť vyvinúť nové metódy na zníženie tvorby ľadu na povrchoch lietadiel, veterných turbín a ďalšej infraštruktúry. Mohlo by to tiež viesť k zlepšeným systémom kryokonzervácie potravín alebo tkanív, ktoré nepoškodzujú bunky tvorbou ľadových kryštálikov.

Výskum bol publikovaný v magazíne Nature.