Ученые: Горячую воду можно заморозить

Вода может оставаться в жидком состоянии при более низких температурах и даже замерзать при нагреве – в определенных условиях.

Главный фактор в проведенных недавно экспериментах – электрический заряд поверхности, на которой расположена вода.

Обычно вода замерзает, формируя кристалл льда вокруг какой-либо посторонней частицы. Оставаясь максимально стерильной, точка замерзания сдвигается до —42º C. Такая суперохлажденная жидкая вода используется в лабораториях для криогенного сохранения крови и тканей, встречается она и в природе.

Ученые давно подозревали, что электрические поля могут быть использованы для настройки точки замерзания. Молекула воды имеет положительный заряд с одной стороны и отрицательный – с другой, что позволяет электрическому полю выстраивать водяные молекулы в строгие формации соответственно зарядам. Но предыдущие эксперименты осложнялись выбором материала для подложки. Лучше всего заряд сохраняют металлы, однако все знают, что лед легко образуется на металле и без электрического воздействия. Поэтому необходимо было найти такой материал, который бы не искажал чистоту воздействия электрического заряда.

Вместо металла ученые использовали пироэлектрический материал, который может формировать кратковременный заряд при нагреве или охлаждении. Они поместили четыре пироэлектрических кристалла и поместили их в медные цилиндры. Нижние поверхности двух цилиндров покрыли хромом для управления электрическим зарядом. На поверхность двух других цилиндров нанесли оксид алюминия, чтобы поверхность оставалась незаряженной. Все цилиндры поместили в комнату с повышенным уровнем влажности, уменьшили температуру в ней, пока капельки воды формировались на кристаллах, затем снизили температуру до замерзания воды.

Результаты оказались следующими: вода на незаряженной поверхности замерзла при —12,5º C, на позитивно заряженной – при —7º C. Вода на отрицательно заряженной поверхности «продержалась» до —18º C. Простота эксперимента подтверждает, что ключевым фактором в получении таких результатов стал именно тип электрического заряда поверхности, а не что-либо другое.

Замерзание при нагреве удалось осуществить следующим образом. Вода оставалась в жидком состоянии при —11º C на протяжении 10 минут (на отрицательно заряженной поверхности). После того, как заряд рассеялся, нагрева комнаты до —8º C оказалось достаточно, чтобы индуцировать положительный заряд на поверхность пироэлектрического кристалла и заморозить воду, - сообщает "Росбалт" со ссылкой на 3Dnews.