Несмотря на то что вода окружает нас повсюду и кажется привычной, процесс ее превращения из жидкого состояния в лед остается объектом изучения для ученых. Японские исследователи из Токийского университета раскрыли, почему лед чаще всего формируется на границах, например, на стенках стакана, а не внутри толщи воды. Свои выводы они опубликовали в Journal of Colloid and Interface Science (JCIS).
Ученые провели исследование с использованием суперкомпьютера, чтобы смоделировать поведение молекул воды на молекулярном уровне. Они выяснили, что в процессе замерзания важную роль играет не только температура, но и структура молекул у поверхности. Именно эти молекулы образуют организованную гексагональную решетку, с которой начинается формирование льда.
Интересно, что свойства самой поверхности способны как способствовать, так и препятствовать образованию льда. Если поверхность слишком сильно притягивает воду, нужная структура нарушается. А если притяжение слабое, молекулы не успевают выстраиваться в решетку. Ученые назвали это явление «зоной Златовласки», где условия должны быть «в самый раз».
Согласно мнению авторов работы, их открытие может повлиять на создание новых покрытий и технологий, где необходим контроль над формированием кристаллов, таких как производство микрочипов или разработка климатических моделей.
Ранее исследователи раскрыли древнюю историю Антарктиды, скрытую под километрами льда.