Химики получили устойчивую при атмосферном давлении форму аморфного льда
03 Февраля 2023
375
Наука
лед,
форма,
исследование

Алматы. 3 февраля. Центр информации - Химики получили устойчивую при атмосферном давлении форму аморфного льда. Его назвали аморфным льдом средней плотности, сообщает «Наука и технологии».
С помощью измельчения обычного льда Ih в шаровой мельнице химики из Великобритании получили новую форму аморфного льда. Она оказалась устойчивой при атмосферном давлении до температуры в 150 кельвин. Новую модификацию ученые назвали аморфным льдом средней плотности. Исследование опубликовано в Science.
Вода образует около 20 разных кристаллических модификаций, при этом на поверхности Земли за редким исключением можно встретить только одну — кристаллический лед Ih. Еще две модификации — лед Iс и лед XI — тоже устойчивы при атмосферном давлении, но для их образования нужна низкая температура. А другие модификации льда устойчивы только при повышенном давлении.
Кроме кристаллических модификаций, лед образует и несколько аморфных модификаций, в структуре которых молекулы воды разупорядочены. Обычно аморфные льды делят на два семейства — аморфные льды высокой плотности и аморфные льды низкой плотности. У льдов первого семейства плотность имеет значения около 0,94 грамма на кубический сантиметр, а у второго — около 1,13. При этом аморфных модификаций льда, у которых значение плотности лежало бы между этими двумя отметками, — не было известно до сих пор.
Лед со значением плотности в 1,06 ± 0,06 грамма на кубический сантиметр обнаружили химики под руководством Кристофа Зальцмана (Christoph G. Salzmann) из Университетского колледжа Лондона. Они выяснили, что несмотря на то что измельчение в шаровой мельнице — распространенный способ получать аморфные формы веществ — его никто еще не применял для получения аморфных модификаций льда. Поэтому химики решили взять лед Ih, охладить его до температуры жидкого азота и измельчить в шаровой мельнице.
Ученые провели измельчение и изучили полученный образец с помощью малоугловой рентгеновской дифрактометрии. На дифрактограмме химики наблюдали широкий пик с двумя максимумами при значениях модуля вектора рассеяния в 1,93 и 3,04 обратных ангстрема — они соответствовали новой аморфной форме льда. Также ученые попробовали измельчить льды II, IX, и V — но новых форм льда из них получить не удалось.
Далее химики попробовали нагреть образец новой формы аморфного льда, чтобы понять, будет ли он переходить обратно в лед Ih. Оказалось, что при 150 кельвинах аморфный лед начинает кристаллизоваться с образованием структурного разупорядоченного льда Isd, который при более высокой температуре переходит в лед Ih. Причем удельное количество теплоты, которая выделялась при кристаллизации, оказывалось больше, когда измельчение в мельнице проводили более тщательно. Этот эффект химики связали с тем, что при недостаточно долгом измельчении в образце оставались кристаллы кристаллического льда Ih.
Также ученые исследовали, что происходит со льдом при повышении давления (при постоянной температуре в 77 кельвин). Они выяснили, что до значений давления в 1 гигапаскаль аморфный лед средней плотности остается устойчивым, но при значении в 1,1 гигапаскаля начинает переходить в аморфный лед высокой плотности.
Так химики получили и исследовали новую аморфную модификацию льда. Авторы исследования считают, что она может представлять собой стекловидную форму жидкой воды — но подтвердить или опровергнуть эту гипотезу они планируют в будущих исследованиях.
ru В школах города Алматы первого апреля стартует приём в первый
ru Специальный представитель Президента Франции посетит Казахстан
ru Дело о пропаганде сепаратизма расследует ДКНБ в Северо-Казахстанской области
ru Более ста килограммов наркотических средств обнаружили полицейские в гараже в
ru Участки двух автодорог закрыты в Алматинской области
ru Прокуратурой города Алматы снижен тариф на товарный газ
ru Почти на 40% снизилась цена на макароны в СКО
ru ООН приняла резолюцию о запросе мнения Международного суда по климатическим
ru Алихан Смаилов назначен премьер-министром РК
ru Собаку, упавшую в колодец, спасли полицейские и волонтеры в Костанайской
ru Снизить уровень инфляции в два раза поручил Президент
ru Железнодорожные вокзалы в Алматы вернут КТЖ
ru Алматинцы играли в азартные игры в TikTok
ru На должность премьер-министра выдвинут Алихан Смаилов
ru Звание «Народный артист Казахстана» будет восстановлено в РК
ru Закон о противодействии торговле людьми поручил принять президент
ru Пособия лицам с особыми потребностями увеличат на 14,5%
ru Токаев: медицинская инфраструктура продолжает вызывать нарекания
ru Необходимы решительные шаги для повышения качества образования – Токаев
ru Возможность введения дифференцированных тарифов на газ поручил рассмотреть Президент
ru Более 100 детей травмированы в ДТП в Алматы за два
ru Гипертония может приводить к развитию деменции
ru Бейсенбекұлы Абзал назначен вице-министром финансов Республики Казахстан
ru Казахстанцев нет среди пострадавших в ДТП в Саудовской Аравии
ru Арабо-израильский блогер выпустил ролик об Алматы
ru Полицейскими Алматы изъято 60 килограммов наркотических средств
ru Что делает МИИР РК для усиления безопасности на дорогах
ru Земучасток военного госпиталя в Алматы вернули государству
ru "Шымбулак" вошел в Книгу рекордов Гиннесса
ru Глава государства подписал распоряжение о созыве очередной XXXII сессии АНК