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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Экстримальная камера Olympus TG-Tracker 26.05.2016 Компания Olympus представила новую экшн-камеру TG-Tracker. В числе особенностей - съемная рукоятка, сверхширокоугольный объектив с углом поля зрения 204°, откидной дисплей и стабилизатор изображения, компенсирующий движение по пяти степеням свободы. В камере используется датчик изображения формата 1/2,3 дюйма, позволяющий снимать фотографии разрешением 8 Мп и видеоролики 4K (30 к/с) или 1080 (60 к/с). Объектив с ЭФР 13,9 мм характеризуется максимальной диафрагмой F/2,0. Обработкой данных в камере занят процессор TruePic VII. Интересно, что камера оснащена датчиками, позволяющими ей сохранять координаты, данные о скорости и направлении движения, давлении, высоте и температуре. Эти данные можно просматривать с привязкой к отснятом материалу, используя бесплатное приложения Olympus Image TrackVer 2.0. Камера выдерживает падения с высоты до 2,1 м или нагрузку до 100 кг, сохраняет работоспособность при температурах до -10°C, имеет пыле- и водонепроницаемое исполнение (рассчитана на погружения на глубину до 30 м, соответствует степени защиты IPX8). При съемке под водой баланс белого и другие параметры корректируются автоматически. Следует также отметить встроенный фонарик (60 лм) для съемки в темноте. В комплект поставки входит защитная насадка на объектив для подводной съемки UP-T01, защитная насадка на объектив для съемки с близкого расстояния LP-T01, крепление с зеркалом для селфи MC-T01, рукоятка для фото и видеосъемки в сложных условиях SG-T01 с точкой для крепления на штатив. Камера Olympus TG-Tracker поступит в продажу в июле по цене $350.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025