Физика

Вода в нанотрубках может замерзать при температуре кипения

Masakazu Matsumoto/Flickr

Ученые из Массачусетского технологического института наблюдали за тем, как вода ведет себя в углеродных нанотрубках. Результаты своих исследований они опубликовали в журнале Nature Nanotechnology.

На уровне моря вода закипает при 100 градусах Цельсия. Эта цифра меняется в зависимости от местонахождения, однако разница незначительна. В ходе эксперимента ученые поместили воду в углеродные нанотрубки. Они ожидали, что вода будет кипеть при температуре меньше ста градусов Цельсия, однако при температуре выше 105 градусов Цельсия она замерзла.

«Результат оказался намного неожиданнее, чем мы предполагали. Если ограничить жидкость в нанополости, можно изменить ее фазовое поведение», — сказал Майкл Страно, руководитель исследования.

Как только ученые поместили воду в трубки, они использовали инфракрасную спектроскопию — технологию, позволяющую исследователям следить за движением воды и ее фазовым состоянием. Так, ученые поняли, что при изменении диаметра даже на одну сотую нанометра температура замерзания воды может меняться на десятки градусов Цельсия.

Ученые еще не выяснили всех аспектов проблемы: например, почему гидрофобная, как ранее считалось, нанотрубка «принимает» воду или можно ли считать замерзшую в нанотрубке воду льдом, ведь у нее может быть совершенно иная кристаллическая структура. Если дальнейшие эксперименты будут удачными, ученым удастся создать «ледяные нити», которые сохранятся при комнатной температуре и все равно будут обладать своими уникальными свойствами.