Udało się schłodzić wodę do minus 263 stopni Celsjusza, bez jej zamrożenia
Wszyscy wiemy, że woda zamarza w temperaturze 0 stopni Celsjusza. Istnieją jednak sposoby na to, by pozostała w stanie płynnym grubo poniżej tej temperatury. Specami w tej materii właśnie stali się naukowcy z ETH Zurich.
Opracowali oni nową technikę, którą nazwali mezofazą lipidową. Pozwala ona schłodzić wodę to ekstremalnie niskich temperatur, jednocześnie nie tworząc lodowych kryształków kondensacyjnych. Wewnątrz cieczy umieszczane są cząsteczki, które zachowują się identycznie jak cząsteczki tłuszczu lub lipidy i same gromadzą się w błonach.
Membrany te tworzą sieć mikroskopijnych kanałów o średnicy mniejszej niż nanometr i nie pozostawiają miejsca dla przyszłych kryształków lodu, w rezultacie czego nie mogą się one formować. Oznacza to, że wraz z dodawaniem wody do struktury pozostaje ona w nieuporządkowanym, płynnym stanie, nawet po ochłodzeniu do ekstremalnych temperatur.
W przeprowadzonych eksperymentach z wykorzystaniem nowej metody, naukowcy schłodzili mezofazę lipidową, składającą się z modyfikowanego chemicznie monoacyloglicerolu, za pomocą ciekłego helu, do aż minus 263 stopni Celsjusza. Wynik ten jest niesłychany, bo trzeba tutaj podkreślić, że to zaledwie 10 stopni Celsjusza powyżej zera absolutnego. Badania prowadzone przez Szwajcarów nie są realizowane dla chęci pobicia jakichś rekordów.
Lipidy tworzą podobne do sieci rozgałęzione membrany, które otaczają wodę (jasnoniebieski) i nie pozwalają na tworzenie się kryształków lodu. Fot. Livia Salvati Manni/ETH Zurich.
Schłodzenie wody do tak ekstremalnej temperatury pozwoli im zrozumieć wiele procesów dotyczących zachowania materii w takich niezwykłych warunkach. Normalne procesy zamarzania nieodwracalnie niszczą struktury molekularne błon i biocząsteczek, co jest sporym problemem do określenia ich funkcji. Naukowcy wierzą, że nowa metoda pozwoli schładzać biomateriały i znacznie przedłużać ich żywotność, jednocześnie nie zmieniając ich struktury i właściwości.
Zastosowań dla nowej techniki jest znacznie więcej. Jedynym ograniczeniem wydaje się tylko wyobraźnia. Może być ona użyta w zimie np. do skutecznego zabezpieczenia pasów startowych i dróg przed pokrywaniem się lodem. Chociaż jej komercjalizacji zajmie lata, to jednak jest to kolejny dowód na to, że ludzkość może stworzyć panaceum na wszystkie bolączki. Jedyną przeszkodą wydaje się być tylko czas.
Źródło: GeekWeek.pl/ / Fot. Livia Salvati Manni/ETH Zurich/MaxPixel
