实验表明小水滴可在零下44°C下保持液体状态(图)

在小学课堂上，我们学到的一个知识点是水在 0℃（32°F）下会结冰。但在科研领域，实际上并不那么简单。休斯顿大学的新实验表明，如果保持与一个柔软的表面接触，小水滴可以在-44°C（-47.2°F）时保持液体状态。



水的冰点并不是一个硬性的界限--它更像是一个水分子开始冻结的起始点。首先转换的是那些暴露在表面的冷空气中的水分子，它们形成的冰晶会引发邻近的分子也结冰。这个过程一直持续到整个水体变成冰。

对于任何给定的水滴，它将在 0°C 和 -38°C（-36.4°F）之间开始冻结。但是在新的研究中，研究人员设法使一些特别微小的水滴在零下 44℃ 的温度下保持其液体形式。

据研究小组称，关键在于水所接触的表面类型。冰晶在坚硬的表面上很容易形成，但较软的界面，如油或凝胶，可以抑制冰晶的形成更长时间。而较小的水滴甚至可以比较大的水滴保持更长时间的液体。

为了更近距离地观察水到冰的转变的物理过程，该团队正在用直径只有两纳米的水滴进行实验，而通常的范围是大约100纳米。为此，研究人员将水限制在一个由阳极氧化铝制成的膜的孔隙中。纳米液滴被辛烷油所包围，以保持界面的"柔软"。

该研究的通讯作者 Hadi Ghasemi 表示：“对几纳米水滴的冰点温度进行实验探测一直是一个尚未解决的挑战。通过新开发的计量方法，我们已经能够探测从微米尺度到2纳米尺度的水滴的冻结情况”。 阅读原文