Международная группа исследователей открыла новую структуру льда, представляющую собой одномерные цепочки, составленные из пятиугольников, образованных молекулами воды. Исследователи полагают, что открытие позволит разработать новые материалы для обработки облаков с целью искусственного вызова осадков.
Компьютерное изображение цепочки, состоящей из пятиугольников. (Рисунок из Nature Materials, 2009, doi:10.1038/nmat2403)
Хотя строение обычного льда на макроуровне достаточно хорошо изучено, мы обладаем куда меньшей информацией о его строении на наноуровне – в особенности о том, какое строение лед имеет на поверхности своих кристаллов, контактирующей с окружающей средой, в особенности в условиях, моделирующих условия в верхних слоях атмосферы. Один из авторов проекта, доктор Ангелос Микаэлидес (Dr. Angelos Michaelides) отмечает, что в результате его работ впервые продемонстрировано, что лед может образовывать протяженные одномерные цепи из пяти-, а не шестиугольных структур.
Открытие приводит нас к новому пониманию природы водородных связей на границах раздела фаз (не существует a priori правила, говорящего о том, что могут образовываться лишь шестиугольники) и предлагает исследователям, разрабатывающим новые агенты для нуклеации льда использовать не только материалы, поверхность которых способствует образованию правильных шестиугольников, с этой целью можно использовать и другие типы поверхностей.
Образование наноразмерных кристаллов льда (нуклеация льда) играет ключевую роль во многих областях от химических процессов, протекающих в атмосфере до биохимических процессов, поэтому изучение особенностей образования нанокристаллов льда в условиях, близких к условиям в верхних слоях атмосферы, оказывается весьма важным.
Источники:
1. Nature Materials, 2009, doi:10.1038/nmat2403
2. ChemPort
3. Lenta.ru