Швейцарские физики превратили воду в «стекло» в лабораторных условиях

Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха впервые смогли пронаблюдать, как воды переходит в стеклообразное состояние. Предыдущие исследования показали, что вода может превращаться не только в лед, но и в «стекло» с аморфной, беспорядочной молекулярной структурой. 

Эта необычная форма воды встречается с стратосферных облаках в полярных регионах. Она также помогает холодолюбивым организмам защищать клетки от повреждений при экстремально низких температурах. 

Считалось, что переход воды в стеклообразное состояние происходит при температуре около минус 135 градусов. Но ученые не могли добиться такого эффекта в лаборатории, так как воды раньше застывала в кристаллический лед.

В ходе нового эксперимента ученые заключили несколько молекул воды между двумя липидными слоями, состоящими из особого «прозрачного» типа фитантриола — молекулы жирного спирта, которая сохраняет структурную стабильность и текучесть при низких температурах. 

В таких условиях вода не кристаллизовалась при понижении температуры. Это позволило исследователям с отследить ее переход из жидкого состояния в стеклообразное. 

Результаты показали, что переход возможен при гораздо более широком диапазоне температур, чем считалось ранее. Резкое изменение молекулярной динамики отметили при температурах от минус 35 до минус 21 градуса Цельсия. Структурный переход в стеклообразное состояние произошел при температурах от минус 74 до минус 64 градусов, сообщает Nature Communications. 

Ранее ученые открыли новую фазу льда, замерзающего при комнатной температуре. Открытие сделали во время экспериментов с рентгеновским лазером.