Гелеобразный лед - самая легкая форма воды

16.09.2017

Кубики льда, которые вы достаете из своего морозильника, является лишь одним из 17 видов льда, известных ученым на сегодняшний день. Но в данный момент ученые в из университета Окаямы, Япония, ведут работы, нацеленные на получение еще одной, 18-й формы льда, которая станет самой легкой формой воды на сегодняшний день. Изучение образцов "аэрольда", своего рода ледяного аэрогеля, позволит ученым выяснить некоторые тонкости поведения воды, помещенной в чрезвычайные условия окружающей среды.

Нормальный лед получается при охлаждении воды в условиях нормального атмосферного давления, при этом молекулы воды формируют кристаллическую решетку с шестигранной ячейкой. Однако, уровень давления и скорость изменения температуры могут заставить молекулы воды формировать отличную от шестигранной кристаллическую решетку, в атмосфере Земли достаточно часто формируется так называемый кубический лед. А в атмосферах других планет могут формироваться и еще более экзотические формы льда.

При повышении давления в момент замораживания образуется лед с плотностью, превышающей плотность нормального льда. Естественно, что при понижении давления начинает формироваться менее плотный лед, структура которого напоминает "ледяную сахарную вату". В настоящее время ученым были известны лишь две формы льда с малой плотностью, которые имеют плотность в 50 и 90 процентов от плотности нормального льда.

Ученые произвели ряд вычислений, в которых использовалось более 300 видов наноструктур, состоящих из молекул воды, которые могут формироваться в условиях низкого давления. Согласно полученным результатам, все кристаллы такого льда сохраняют свою стабильность лишь при температуре, приближающейся к температуре абсолютного нуля, при повышении температуры кристаллы утрачивают стабильность, что приводит к изменению их структуры. Наименее плотная форма льда имеет структуру, узлы которой связаны достаточно длинными "палками" из молекул воды. Между узлами присутствует большое пустое пространство, заполняемое воздухом, что и определяет крайне малую плотность такого материала в целом.

Компьютерное моделирование позволит найти бесчисленное количество форм льда. Однако, получение образцов такого льда связано со многими трудностями из-за малого давления и крайне низких температур, при которых может формироваться и существовать такой лед. "Наши расчеты дали нам цель для дальнейших исследований. В скором времени мы рассчитаем весь необходимый ряд условий окружающей среды и попытаемся получить первые образцы новых форм льда, изучение которых поможет нам понять поведение молекул воды в экстремальных условиях".

<< Назад: Обнаружены нейроны жажды 17.09.2017

>> Вперед: На Марсе обнаружен бор 16.09.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Разбрасыватель минудобрений Rauch Axis 55 15.07.2026

Немецкая компания Rauch, известная своими высокоточными сельскохозяйственными машинами, представила на выставке DLG Feldtage новый флагманский разбрасыватель минеральных удобрений Axis 55. Эта модель пришла на смену предыдущей версии Axis 50.2 и стала самой крупной в актуальной линейке производителя после выхода более компактной Axis 25 в прошлом году. Новая машина сочетает в себе повышенную производительность, расширенный диапазон рабочих ширин и усовершенствованные системы контроля внесения. Одной из главных технических особенностей Axis 55 стала значительно увеличенная максимальная производительность внесения - до 675 кг удобрений в минуту. Это на 30 % больше по сравнению с предшественником. Благодаря такому показателю разбрасыватель способен обеспечивать норму внесения до 900 кг/га при рабочей ширине 36 метров и скорости движения машины 25 км/ч. При этом устройство сохраняет возможность работы с очень низкими нормами внесения, например, при распределении гранул против улиток, бе ...>>

Антоцианы черники: природная защита для зрения в темноте 14.07.2026

Специалисты все активнее изучают влияние растительных веществ на здоровье глаз. Особое внимание привлекают антоцианы - природные пигменты, которые придают яркую окраску многим ягодам и овощам. Новые данные показывают, что эти соединения способны не только защищать клетки глаз от окислительного стресса, но и ускорять восстановление родопсина - ключевого пигмента, отвечающего за способность видеть в условиях низкой освещенности. Антоцианы содержатся в большом количестве в чернике, голубике, ежевике, черной смородине, а также в краснокочанной капусте и некоторых других красных, синих и фиолетовых продуктах. Эти вещества обладают мощными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Они помогают нейтрализовать активные формы кислорода, которые повреждают клетки сетчатки и способствуют развитию хронического воспаления. По данным исследователей, антоцианы оказывают комплексное положительное влияние на зрительную систему. Они улучшают микроциркуляцию крови в сетчатке, поддержива ...>>

Случайная новость из Архива Кроссовки меняют физиологию бега 04.07.2016 Беговые кроссовки делают за стопу бегуна часть ее работы, но при этом увеличивают нагрузку на ее мышцы. К такому выводу пришли ученые из Университета Квинсленда (Австралия) под руководством доктора Люка Келли (Luke Kelly). Эволюция приспособила тело человека для бега - но по земле, а не по твердым поверхностям вроде асфальта. Чтобы бегать по ним, мы добавили между ногой и поверхностью пружинящую прослойку - подошву беговых кроссовок. Очевидно, что они меняют физиологию бега, но как именно? До сих пор эволюционные биологи полагали, что кроссовки разгружают мышцы стопы, делая их более слабыми и "ленивыми". Цель исследования доктора Келли с коллегами как раз и состояла в том, чтобы проверить эту гипотезу. Для этого они поставили серию экспериментов на 16 добровольцах, которые бегали по беговой дорожке (тренажеру), в полотно которой были вставлены сенсоры давления. Другие микросенсоры, имплантированные в стопы людей, анализировали работу их мышц. Таким образом, ученые получали всестороннюю подробную информацию, на основе которой построили теоретическую модель происходящего с босой ногой и с ногой в кроссовке, во время бега по твердой поверхности. Оказалось, что кроссовки действительно делают за стопу бегуна часть ее работы: в тех ситуациях, когда свод стопы босой ноги расплющивается полностью, свод стопы ноги, обутой в кроссовок, опускается только на 75%. Однако при этом кроссовки увеличивают нагрузку на мышцы. "Когда связки и мышцы растягиваются во время опускания свода стопы, они, подобно растягивающейся резиновой ленте, накапливают энергию. Меньшее сжатие означает меньше сохраненной энергии. Так что я думаю, что эволюционные биологи по сути правы, только на самом деле, как мы впервые показали, нагрузка на мышцы увеличивается, а не наоборот", - сказал доктор Келли.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026