Воду научились замораживать при температуре кипятка
После этого она сохраняет стабильность в нормальных условиях и может неограниченно долго находиться в твёрдом виде без дополнительного охлаждения.
Учёные из Массачусетского технологического института (США) исследовали, как замерзает вода внутри обычной углеродной нанотрубки. Как оказалось, из-за специфической "упаковки" в трубках жидкость становится способной замерзать тогда, когда вне их она уже давно закипает. Соответствующая статья опубликована в журнале Nature Nanotechnology.
Исследователи использовали метод вибрационной спектроскопии, чтобы выяснить, в какой фазе находится вода, попавшая внутрь углеродных нанотрубок. Диаметр этих нанотрубок составлял примерно миллиардную долю метра. В таком узком пространстве могут поместиться считаные молекулы воды. Из-за этого вода там ведёт себя очень необычно. Для нанотрубок с наименьшим диаметром температура замерзания оказалась совершенно неожиданной — в диапазоне 105–151 градуса по Цельсию при нормальном атмосферном давлении. Это значит, что внутри таких нанотрубок формируется лёд, который при нормальных условиях (0 °С и стандартное атмосферное давление) никогда не растает.
Результаты исследования следует назвать вдвойне неожиданными. Дело не только в том, что впервые удалось заморозить в нормальных условиях воду, разогретую до кипятка, но и в самом факте, что вода вообще попала внутрь нанотрубок. Они обладают водоотталкивающими свойствами, и как молекулы воды вообще оказались внутри них, пока непонятно.
Кроме того, не ясно, может ли открытие иметь практическое приложение. Углеродные нанотрубки широко используются для создания композитов: их добавка в материалы ведёт к росту прочности и жёсткости. Но в данном случае вода показывает такие свойства только внутри трубок, а не снаружи, то есть получить на чистой лёд-углеродной основе полноценный композит вряд ли получится.
Пока исследователи полагают целесообразным делать из наполненных водой трубок ледяные провода – разновидность протонных проводов. По ним протоны смогут перемещаться значительно легче, чем по другим видам проводников. Протонные провода имеют существенное значение в некоторых видах топливных батарей, эффективных устройствах с высоким КПД, использующих водород для получения энергии.
