Vedci odhalili novú formu ľadu, ktorá ukazuje, ako voda naozaj zamŕza. Nazvali ju “ľad 0” (original) (raw)
Výskumníci v novej štúdii odhalili novú formu ľadu, ktorá sa objavuje pri zamŕzaní vody.
Ľad je oveľa komplikovanejší, než by si si mohol myslieť. Výskumníci do dnešného dňa identifikovali viac ako 20 foriem ľadu a v rámci novej štúdie vedci z University of Tokyo odhalili ďalšiu novú formu ľadu.
Počas leta si chladíme nápoje obyčajným ľadom z mrazničky, ktorý vedci označujú ako “ľad I”. Ide o jednu z len pár foriem ľadu, ktoré môžu prirodzene vzniknúť na Zemi. Výskumníci v rámci novej práce odhalili novú formu ľadu, ktorú nazývajú “ľad 0”. Ide o nezvyčajnú formu ľadu, ktorá môže predstavovať začiatok formácie ľadu v podchladenej vode.
Vznik ľadu blízko hladiny vody začína formáciou drobných kryštálov, ktoré majú štruktúru podobnú ľadu 0. V rámci práce si vedci všimli, že ľad 0 môže spôsobiť to, že kvapka vody zamrzne blízko svojho povrchu, nie vo svojom jadre. Nový objav pomáha vyriešiť dlhoročnú záhadu a mohol by pomôcť vedcom pochopiť, ako sa ľad naozaj formuje.
Kryštalizácia ľadu
Proces kryštalizácie ľadu vedci nazývajú nukleácia ľadu. Spravidla tento proces prebieha heterogénne, inými slovami na pevnom povrchu. To sa bežne deje na dne nádoby s vodou, kde sa tekutina stretáva s pevnou látkou. Nová štúdia ale preukázala, že kryštalizácia sa môže začať aj blízko hladiny vody, teda na mieste, kde sa tekutina stretáva so vzduchom.
Ľad sa v týchto prípadoch kryštalizuje okolo drobných prekurzorov, ktoré majú charakteristické prstencové štruktúry ako ľad 0.
Neprehliadni
Inteligentné zámky Welock: Spoľahlivá ochrana domácnosti vsádzajúca na najmodernejšie technológie a biometriu “Simulácie ukázali, že kvapka vody za izotermálnych podmienok zamŕa častejšie blízko voľného povrchu. Toto zistenie nám pomáha uzatvárať dlhoročnú debatu o tom, či kryštalizácia vzniká častejšie blízko povrchu alebo interne,” vysvetľuje vedúci štúdie, Gang Sun.
Prekurzory ľadu 0 majú štruktúru veľmi podobnú podchladenej vode. Tým umožňujú molekulám vody jednoduchšiu kryštalizáciu bez toho, aby sa premenili priamo na štruktúru obyčajného ľadu. Ide o drobné prekurzory, ktoré sa formujú spontánne ako výsledok negatívneho tlaku. Ten vzniká povrchovým napätím vody. Keď sa kryštalizácia začne, prekurzory ľadu 0 sa rýchlo preorganizujú na známejší ľad I.
Autori štúdie vysvetľujú, že ich práca má vplyv na veľa ďalších odborov, napríklad výskum klimatických zmien alebo potravinárske výskumy. Prakticky zasahuje každý odbor, kde kryštalizácia ľadu zohráva nejakú úlohu. Výskumníci vysvetľujú, že pochopenie toho, ako voda zamŕza môže ovplyvniť aj oblasť meteorológie. Odhalený proces prebieha v drobných kvapôčkach vody, napríklad takých, ktoré nájdeme v oblakoch.
Vďaka týmto zisteniam by sme však mohli získať aj nové technológie, napríklad lepšie klimatizácie.
Vedci stále objavujú nové formy ľadu
Začiatkom minulého roka výskumníci z University College London v štúdii popísali ďalšiu novú formu ľadu. Tento druh ľadu je amorfný, čo znamená, že jeho štruktúra nie je až tak úhľadne usporiadaná, ako pri typickom kryštalickom ľade. Na Zemi je tento druh ľadu vzácnosťou, no môže sa vyskytovať hlavne vo vesmíre. Toto prostredie je oveľa chladnejšie a tým pádom ľad nemá dostatok tepelnej energie na to, aby formoval kryštály.
V rámci štúdie vedci vytvorili novú formu ľadu procesom, počas ktorého umiestnili spolu s ľadom do nádoby aj kovové guličky. Nádobu následne schladili na -200 stupňov Celzia a začali s ňou intenzívne triasť. Namiesto toho, aby sa vytvorili drobné kúsky obyčajného ľadu, vznikla amorfná forma**, ktorá pripomínala skôr obyčajnú vodu, ibaže v pevnom skupenstve.**
Zdroj: UCL
V prípade tejto formy amorfného ľadu sa pri ohriatí a následnej rekryštalizácii materiálu uvoľnilo veľké množstvo energie. Výskumníci naznačujú, že táto forma ľadu môže poháňať tektonické procesy vzdialených ľadových mesiacov Slnečnej sústavy. Viac sa o tejto špecifickej forme ľadu môžeš dočítať v tomto článku.