Новости
Волокно изо льда согнули в дугу

Волокно изо льда согнули в дугу

Обычный лед хрупок. Естественным образом он получается в природе при замерзании воды (эта его разновидность именуется лед Ih). Но учёные знают, что существуют и другие разновидности льда.

Обычный лед хрупок. Естественным образом он получается в природе при замерзании воды (эта его разновидность именуется лед Ih). Но учёные знают, что существуют и другие разновидности льда. Различия в строении их кристаллической решётки приводят к образованию кристаллов разной формы. Обычно лёд других разновидностей получают по специальным технологиям или в специальных лабораторных условиях.

Например, лед со сферическими кристаллами – жидкий лед – открыли в конце 1980-х годов и с тех пор используют в кондиционерах, холодильниках супемаркетов и в рыбной промышленности. Он текуч, как вода, и его кристаллы не забивают трубы.

Исследователи из Чжэцзянского университета вместе с коллегами из Университета Шаньси и Калифорнийского университета изобрели способ выращивания твердого водяного льда без дефектов кристаллической решетки. Он получается гибким и эластичным.

Свой способ производства гибкого льда ученые описали в статье, которую опубликовал журнал Science.

Устройство для получения гибкого льда состояло из вольфрамовой иглы, которую поместили в камеру, охлажденную до минус 50 °С. В камеру выпускался водяной пар, послечего включалось электрическое поле. Электрические поля заставляли молекулы воды притягиваться к кончику иглы. Там они выстраивались в монокристалл и образовывали микроволокно толщиной около 10 микрометров – тоньше человеческого волоса.

Выращенные на кончике иглы кристаллы льда были не шестиугольными, а четырехугольными призмами с основаниями в виде ромбов (лед II).

Своенравное поведение: исследователи заморозили воду при температуре кипения

Затем температуру в камере снижали и последовательно доводили ее до минус 150 °С. Получившиеся волокна льда пытались сгибать при столь низких температурах.

Выяснилось, что при минус 150°С микроволокно диаметром 4,4 микрометра может изогнуться почти в круг радиусом 20 микрометров. Когда волокно изгибать перестали, оно вернуло себе прежнюю прямую форму.

Полученные ледяные волокна оказались состоящими из двух разных видов льда с разной плотностью.

Ученые утверждают, что волокно льда продемонстрировало максимальную упругую деформацию в 10,9%. Теоретический предел упругой деформации льда составляет 15%. Упругая деформация природного льда значительно ниже – 0,3%.

Исследователи также отмечают в своей статье чистоту и безупречность выращенных ими кристаллов льда. Они настолько прозрачны, что могут служить световодами.


Оригинальный материал: nauka.vesti.ru