| | 22 июля 2017 гoдa | Нoвoсти нaуки и тexники
Учeным удaлoсь сoздaть «квaдрaтный» кристаллов льда
Кристаллы льда, которые описаны ниже, то вы никогда не сможете получить его в морозильную камеру вашего холодильника. Потому что это не идеальной кубической формы кусков льда, и в его совершенной кубической кристаллической решетке, образованной молекулами воды. Эти кристаллы «идеального кубического» лед встречаются только в облаках на большой высоте, и на Земле их быть очень-очень трудно, даже в лабораторных условиях.
Почти весь лед, который образуется в естественных условиях, которая является также снег, имеет кристаллическую решетку с гексагональной симметрии. И только кристаллизации воды при строго заданных условиях может образовывать кубическую кристаллическую решетку. И изучение в чистом виде «кубический» льда может дать ученым массу данных для повышения качества математических моделей взаимодействия зданий большой высоты, облака с солнечных лучей с атмосферой и влияния всего этого на изменение климата.
Ученые давно пытаются получить «кубического льда в лабораторных условиях. Тем не менее, этот лед неустойчив и максимум, что мог получить, как это гибрид кристаллов льда, на 70% соединений кубической формы и на 30 процентов шестигранной.
Исследователи из университета Огайо с помощью некоторых трюков получили кристаллы льда, образованные кубической формы уже на 80%, что является своего рода рекордом. Для этого ученые выбрасывали в объем камеры, два сопла, азота и водяного пара высокого давления. Когда эти газы расширяются, они охлаждались, и водяной пар конденсировался в капли, в сотни тысяч раз меньше капли воды. При этом, капельки жидкой воды было очень короткое время, когда температура -48 градусов по Цельсию, после чего они замораживались и превращались в лед в течение миллионов долей секунды.
Для измерения объема воздуха» в результате кристаллы льда, исследователи использовали дифракцию рентгеновских лучей, произведенная блок линейный ускоритель Coherent Light Source (LCLS) в Национальной лаборатории линейных ускорителей SLAC. Геометрические размеры, полученные в результате дифракции кольца и амплитуды показали, что не менее 80 процентов льда анализируемого образца имеет форму кубической кристаллической решетки.
В настоящее время, ученые до сих пор не известны процессов и явлений молекулярного масштаба, потому, что вода при переохлаждении и быстрое замораживание виде кубических кристаллов.
«Такого рода процесс кристаллизации является настолько сложным и быстрым, что нам нужно более современного оборудования, внешних, чтобы начать видеть то, что происходит в воде», — говорит Клодиу Стэн (Claudiu Stan), старший научный сотрудник института ИМПУЛЬСА лаборатории SLAC, — «Весьма вероятно, что в будущем у нас будет необходимое оборудование, и мы можем создать и подтвердить экспериментально математические модели, описывающие процессы формирования необычных кристаллов льда».
