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创新纪录!科学家打破水结冰极限,零下44℃也能不结冰
前瞻网 Chloe Ma / 时间:2021-12-07 22:19:07

前瞻网12月7日讯:尽管是科学奥妙之一,但水转化为冰的过程往往逃不过人们的眼睛。但对于如何以及为什么会结冰,休斯顿大学机械工程系副教授哈迪-加塞米等科学家们一直在潜心研究。为了在分子水平上观察水变成冰的结晶过程,加塞米报告了迄今为止对这一过程最细致的观察:水-冰相变的直径低至2纳米(nanometers)。 

当加塞米检查这些微小的颗粒时,他有了另一个发现。他可以打破水结冰时的极限!通过让小水滴与软界面(如凝胶或脂质)接触,它可以保持液体状态。 

加塞米在《自然·通讯》上报告说:“大家发现,如果水滴与软界面接触,冻结温度可以明显低于硬表面。另外,如果一个几纳米的水滴与一个软界面接触,它直到零下44摄氏度才会冻结。" 

水滴冻结温度的极限是-38摄氏度。也就是说,任何水滴都会在0摄氏度到-38摄氏度之间的某个温度下冻结。低于这个温度,冻结是不可避免的——直到现在。

了解小水滴冻结对动物在冰冷环境中的生存起着至关重要的作用,因为细胞内的冰冻水滴会导致细胞的破裂和死亡。此外,该过程在气候预测、云层条件、器官的冷冻保存以及飞机和风力涡轮机等暴露在结冰条件下的技术方面也发挥着关键作用。

该研究论文题为"Freezing of few nanometers water droplets, Nature Communications",已发表在《自然·通讯》期刊上。


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