Ученые выявили новое состояние жидкой воды
Американские исследователи утверждают, что переохлажденная вода является двумя жидкостями в одной. К такому выводу они пришли, измерив воду при температурах намного ниже ее обычной точки замерзания, сообщается в журнале Science.
Несмотря на чрезвычайно широкую распространенность, вода как химическое вещество до сих до конца не изучена. Ученые иногда называют ее самой загадочной субстанцией на Земле.
Специалисты из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) министерства энергетики США разрушили лазером тонкую ледяную пленку, создав переохлажденную жидкую воду, после чего с помощью инфракрасной спектроскопии отследили этапы ее преобразований в интервале от -138 до -28 градусов Цельсия.
На «стоп-кадрах» фазовых состояний ученые увидели, что при переохлаждении вода конденсируется в плотную жидкую фазу, которая продолжает сосуществовать с обычной жидкой фазой. При этом доля жидкости с высокой плотностью быстро уменьшается при повышении температуры от 190 до 245 Кельвинов.
Мы показали, что жидкая вода при очень низких температурах не только относительно стабильна, но и существует в двух структурных формах. Полученные данные позволяют разрешить давний спор о том, всегда ли глубоко переохлажденная вода кристаллизуется, прежде чем она уравновесится. Ответ - нет.
Грег Киммел, один из авторов исследования
Согласно полученным данным, вода не всегда кристаллизуется при переохлаждении, прежде чем уравновеситься. Переохлажденная вода может находиться в стабильном двухфазном жидко-жидком состоянии, а соотношение фаз варьирует в зависимости от температуры.