Физики зафиксировали переход воды в стеклообразное состояние

Команда под руководством Раффаэле Медзенги из Цюрихской высшей технической школы нашла способ подавить образование кристаллов. Ученые поместили воду в нанометровые слои фитантриола — жирного спирта, сохраняющего стабильность при сильном охлаждении. В таких условиях молекулы воды теряют подвижность без перехода в кристаллическую решетку льда.

Используя нейтронную спектроскопию и рентгеновское рассеяние, физики зафиксировали замедление молекул в интервале от минус 63 до минус 20 градусов, а сам переход в стеклообразное состояние — в диапазоне от минус 74 до минус 64 градусов. Растянутость процесса по шкале температур стала неожиданностью, так как ранее подобные фазовые переходы часто представлялись как мгновенные скачки.

Понимание механизмов аморфного застывания имеет прикладное значение для криоконсервации биологических материалов, где ледяные кристаллы разрушают структуру клеток. Аналогичные процессы критически важны для фармацевтической промышленности при хранении вакцин и других препаратов. Аморфный лед, который физики наблюдали в лаборатории, считается естественной формой воды в межзвездном пространстве и кометах.