Химики получили устойчивую при атмосферном давлении форму аморфного льда
03 Февраля 2023 580 Наука лед, форма, исследование
Фото:Наука и технологииАлматы. 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.
12 Апреля 2024
10 Апреля 2024
ru В районе Эвереста запущена базовая станция 5G-A
ru Паводки в Казахстане: есть ли риски вспышки холеры и брюшного
ru Режим жесткой экономии введут в Казахстане - Токаев
ru Полицейские установили автора фейка о волонтерах в СКО
ru Учебный год в школах Казахстана завершится 25 мая
ru Порядка 15,5 тыс. пострадавших от паводков охвачено мерами поддержки по
ru Спецоперация проведена в баре Алматы
ru Почти треть участников финрынка используют ИИ в Казахстане — Нацбанк
ru «Крутые» госномера можно будет переоформлять на родственников
ru Сменились заместители председателя АНК
ru 3 крупные виртуальные точки продажи наркотиков выявило АФМ
ru Преподавателям вузов увеличат доплату за ученые степени
ru В Мангистау лиц с инвалидностью заставляли просить милостыню
ru 100 саженцев высадили в городе Жезказган в рамках недели "Жасыл
ru Подростка, “заминировавшего” собственную школу, осудили в Темиртау
ru В Правительстве дали разъяснения касательно дополнительной помощи пострадавшим от
ru Глава государства провел телефонный разговор с Президентом Узбекистана Шавкатом Мирзиёевым
ru Глава государства принял президента KIA Corporation Хо-сунг Сонга
ru МСХ предупредило о фейках о продаже мяса павшего скота
ru Сообщить о повреждениях на дорогах Алматы можно в чат-бот Telegram-канала
ru Два участка трассы Екатеринбург-Алматы закрыты из-за переливов воды
ru На защиту леса – самую массовую акцию высадки саженцев провели
ru Фонд «Әділ сөз»: СМИ имеют законное право освещать ситуацию в
ru В Алматинской области Mercedes переехал лежавшего на дороге нетрезвого мужчину
ru Более 500 гидротехнических сооружений нуждаются в реконструкции в Казахстане
ru 40 детей получили травмы в ДТП с начала года в
ru Антикоррупционными волонтерами предотвращено нерациональное использование более 4 млрд тенге
ru Сборная Казахстана по робототехнике вернулась с победой из Хьюстона