โดย แอชลีย์ แฮมเมอร์ เผยแพร่เมื่อ 10 ธันวาคม 2021สล็อตเว็บตรง แตกง่ายนักวิทยาศาสตร์เพิ่งทําลายสถิติจุดเยือกแข็งของน้ํา”น้ําแข็งเย็น” เพิ่งเย็นลง: ด้วยการสร้างน้ําแข็งจากหยดเล็ก ๆ เพียงไม่กี่ร้อยโมเลกุลในขนาดนักวิจัยได้ผลักดันจุดเยือกแข็งของน้ําให้ต่ํากว่าที่เคยเป็นมาและเปลี่ยนสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับการก่อตัวของน้ําแข็งการรู้ว่าน้ําเปลี่ยนเป็นน้ําแข็งได้อย่างไรและเพราะเหตุใดจึงเป็นสิ่งจําเป็นสําหรับการทําความเข้าใจกระบวนการทางธรรมชาติที่หลากหลาย ความผันผวนของสภาพภูมิอากาศการเปลี่ยนแปลงของเมฆและวัฏจักรของน้ําล้วนได้รับอิทธิพลจากการเปลี่ยนแปลงของน้ําน้ําแข็งเช่นเดียวกับสัตว์ที่อาศัยอยู่ในสภาพที่เยือกแข็ง
ยกตัวอย่างเช่นกบไม้เอาชีวิตรอดในฤดูหนาวบนบกโดยปล่อยให้ร่างกายของพวกเขาแข็งตัว
สิ่งนี้ช่วยให้พวกเขาออกมาจากโหมดไฮเบอร์เนตได้เร็วกว่าสายพันธุ์ที่ใช้เวลาช่วงฤดูหนาวใต้น้ําลึกโดยไม่แช่แข็ง แต่ผลึกน้ําแข็งสามารถแตกเยื่อหุ้มเซลล์ได้ดังนั้นสัตว์ที่ใช้เทคนิคนี้จําเป็นต้องหาวิธีป้องกันไม่ให้น้ําแข็งก่อตัวขึ้นในเซลล์และเนื้อเยื่อของพวกเขา ความเข้าใจที่ดีขึ้นว่าการแช่แข็งของน้ําสามารถนําไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นของสายพันธุ์ที่รุนแรงเหล่านี้
ที่เกี่ยวข้อง: แกลเลอรีเกล็ดหิมะ ไม่มีสองเหมือนกันแน่นอนในขณะที่กฎง่ายๆคือน้ําแข็งตัวที่ 32 องศาฟาเรนไฮต์ (0 องศาเซลเซียส) น้ําสามารถคงของเหลวได้ในช่วงอุณหภูมิที่หนาวเย็นภายใต้เงื่อนไขบางประการ จนถึงตอนนี้เชื่อกันว่าช่วงนี้หยุดที่ลบ 36 F (ลบ 38 C); ใด ๆ ที่ต่ํากว่านั้นและน้ําจะต้องแช่แข็ง แต่ในการศึกษาตีพิมพ์ 30 พ.ย. ในวารสาร การสื่อสารธรรมชาติ (เปิดในแท็บใหม่)นักวิจัยสามารถเก็บหยดน้ําในสถานะของเหลวที่อุณหภูมิต่ําถึงลบ 47.2 F (ลบ 44 C)
มีกุญแจสองดอกสําหรับการพัฒนาของพวกเขา: หยดขนาดเล็กมากและพื้นผิวที่อ่อนนุ่มมาก พวกเขาเริ่มต้นด้วยหยดตั้งแต่ 150 นาโนเมตรแทบจะไม่ใหญ่กว่าอนุภาคไวรัสไข้หวัดใหญ่ถึงขนาดเล็กถึง 2 นาโนเมตรกลุ่มของโมเลกุลน้ําเพียง 275 โมเลกุล ช่วงของขนาดหยดนี้ช่วยให้นักวิจัยค้นพบบทบาทของขนาดในการเปลี่ยนแปลงจากน้ําเป็นน้ําแข็ง
”เราครอบคลุมทุกช่วงเหล่านี้เพื่อให้เราสามารถเข้าใจได้ว่าน้ําแข็งจะก่อตัวขึ้นในสภาพใด – อุณหภูมิใดซึ่งขนาดของหยดน้ํา” “และที่สําคัญกว่านั้นเราพบว่าหากหยดน้ําถูกปกคลุมด้วยวัสดุที่อ่อนนุ่มอุณหภูมิการแช่แข็งสามารถถูกระงับให้มีอุณหภูมิต่ํามาก”
วัสดุที่อ่อนนุ่มที่พวกเขาใช้คือออกเทนซึ่งเป็นน้ํามันที่ล้อมรอบหยดแต่ละหยดภายในรูขุมขนนาโนของเมมเบรนอลูมิเนียมออกไซด์อโนไดซ์ ที่ช่วยให้หยดน้ําที่จะใช้ในรูปทรงโค้งมนมากขึ้นด้วยความดันมากขึ้น, ซึ่งนักวิจัยกล่าวว่าเป็นสิ่งจําเป็นสําหรับการป้องกันการก่อตัวของน้ําแข็งที่อุณหภูมิต่ําเหล่านี้.
นักวิจัยจึงใช้มาตรการการนําไฟฟ้าเนื่องจากน้ําแข็งเป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามากกว่าน้ําและแสง
ที่ปล่อยออกมาในสเปกตรัมอินฟราเรดเพื่อจับช่วงเวลาและอุณหภูมิที่แน่นอนซึ่งหยดเปลี่ยนจากน้ําเป็นน้ําแข็ง พวกเขาพบว่ายิ่งหยดน้ําเล็กลงเท่าไหร่ความเย็นก็ยิ่งทําให้น้ําแข็งก่อตัวขึ้นเท่านั้นและสําหรับหยดน้ําที่มีขนาด 10 นาโนเมตรและเล็กกว่าอัตราการก่อตัวของน้ําแข็งลดลงอย่างมาก ในหยดที่เล็กที่สุดที่พวกเขาวัดน้ําแข็งไม่ได้ก่อตัวจนกว่าน้ําจะถึงกระดูกเย็นลบ 44 C
เนื้อหาที่เกี่ยวข้อง
-ทําไมน้ําจึงจําเป็นต่อชีวิต?
-ฟิสิกส์ลึกลับของ 7 สิ่งในชีวิตประจําวัน
-นั่นอะไร? คําถามฟิสิกส์ของคุณได้รับคําตอบแล้ว
นี่หมายความว่าหยดน้ําด้วยกล้องจุลทรรศน์ภายในเมฆและเซลล์ชีวภาพจะเย็นกว่าที่เราคิดหรือไม่? “ในฐานะนักวิทยาศาสตร์ผมจะบอกว่าเรายังไม่รู้” Ghasemi กล่าว
แต่การค้นพบนี้อาจหมายถึงสิ่งที่ยิ่งใหญ่สําหรับการป้องกันน้ําแข็งบนวัสดุที่มนุษย์สร้างขึ้นเช่นในระบบการบินและพลังงาน Ghasemi กล่าว หากน้ําบนพื้นผิวที่อ่อนนุ่มใช้เวลานานกว่าในการแช่แข็งวิศวกรสามารถรวมส่วนผสมของวัสดุที่อ่อนนุ่มและแข็งเข้ากับการออกแบบของพวกเขาเพื่อป้องกันไม่ให้น้ําแข็งสร้างขึ้นบนพื้นผิวเหล่านั้น
”มีหลายวิธีที่คุณสามารถใช้ความรู้นี้ในการออกแบบพื้นผิวเพื่อหลีกเลี่ยงการก่อตัวของน้ําแข็ง” Ghasemi กล่าว “เมื่อเรามีความเข้าใจพื้นฐานนี้แล้วขั้นตอนต่อไปเป็นเพียงวิศวกรรมของพื้นผิวเหล่านี้บนพื้นฐานของวัสดุที่อ่อนนุ่ม”
ตีพิมพ์ครั้งแรกในวิทยาศาสตร์สดสล็อตเว็บตรง แตกง่าย
