Химики получили устойчивую при атмосферном давлении форму аморфного льда
03 Февраля 2023
929
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 С начала года из дома уходили и были возвращены родителям
ru В Алматинской области тушат пожар на свалке, алматинцы жалуются на
ru В Алматинской области активно продолжаются работы по уборке урожая
ru В регионах ведутся работы по подготовке к паводкоопасному периоду
ru Применять технологии ИИ для обеспечения безопасности на автодорогах намерены в
ru Глава государства поручил ускорить внедрение цифровых технологий в сельское хозяйство
ru Двух заблудившихся туристов спасли в ущелье Проходное близ Алматы
ru Из Турции экстрадирован бывший сотрудник правоохранительного органа
ru Где и по какой цене можно приобрести уголь в Астане
ru Почти 240 тыс. вакансий в августе разместили работодатели на Enbek.kz
ru Систему оценки студентов предлагают пересмотреть в МНВО
ru Глава государства поздравил казахских боксеров, завоевавших золотые медали на первенстве
ru В Астане усилена работа по ликвидации несанкционированных свалок
ru Осенняя дератизация Алматы охватит более 47 тыс. гектаров
ru В Казахстане заготовлено 28,9 млн тонн кормов
ru В Актюбинской области ведется реконструкция семи железнодорожных вокзалов
ru В Казахстане запущен пилотный проект по онлайн-оформлению нотариальных сделок купли-продажи
ru Глава государства принял Генерального прокурора Берика Асылова
ru Почти 9,5 млн тонн зерновых намолочено в Казахстане
ru В Казахстане 85% подростков удовлетворены жизнью
ru Полиция задержала подозреваемого в серии кибератак на счета казахстанцев в
ru Новые подходы к оценке эффективности работы госорганов разрабатываются в Казахстане
ru Школьница из области Абай создала робот-увлажнитель воздуха
ru Полиция пресекла канал доставки психотропных веществ в Алматы
ru Аким Алматы потребовал завершить разрытия и усилить контроль за качеством
ru Казахстан и Пакистан готовы увеличить взаимную торговлю до 1 млрд
ru Бесплатные курсы казахского и английского языков открыли в Караганде
ru В МИД Казахстана обсудили перспективы углубления стратегического партнёрства с Францией
ru Трудовые права казахстанцев в Катаре будут защищены
ru Касым-Жомарт Токаев и Президент Конго Феликс Чисекеди провели переговоры