Тонкі кристали льоду пружні та можуть гнутися!

Крихітна нитка льоду (показана на зображенні під мікроскопом) може згинатись у криву та повертатися до початкової форми, коли її відпустити.

Спробуйте зігнути бурульку, і вона розпадеться надвоє. З її схильністю розтріскуватися на осколки репутація льоду є, як жорсткого та крихкого матеріалу. Але тонкі нитки льоду гнуться та еластичні, повідомляють вчені в Science 9 липня.

Для створення гнучкого льоду Пейжен Сюй з Університету Чжецзян у Ханчжоу (Китай) і його колеги використовували голку з електричною напругою, яка притягувала водяну пару в охолоджену камеру. Отримані крижані вуса мали розмір кілька мікрометрів у діаметрі.

Зазвичай лід містить дефекти: крихітні тріщини, пори або зміщені ділянки кристалу. Але спеціально вирощені нитки льоду складалися з майже ідеальних кристалів льоду з нетиповими властивостями. При маніпулюванні при температурах від –70°C до –150°C лід може бути вигнутий у півколо з радіусом у десятки мікрометрів. Коли сила вигину не діє на нитку льоду, волокна повертаються до своєї початкової форми.

Дослідники зігнули крихітне волокно льоду (тонку білу лінію) у петлю, показавши, що зазвичай крихкий матеріал може бути гнучким за певних умов.

Згинання волокон стискає лід з внутрішнього краю. Нові вимірювання показують, що стиснення змушує лід набувати іншу структуру. Цього й слід було очікувати для льоду, який, як відомо, перетворюється на різноманітні фази залежно від тиску та температури. Це відкриття надає дослідникам новий спосіб вивчення властивостей льоду при стисканні.

Тонкі нитки льоду утворюються природним чином у сніжинках. На відміну від льоду в експерименті, сніжинки не складаються з окремих бездоганних кристалів льоду. Але невеликі частини пластівців можуть бути монокристалами, кажуть дослідники, припускаючи, що крихітні шматочки сніжинок також можуть згинатися.

Першоджерело: https://www.sciencenews.org/article/physics-weird-thin-ice-crystals-bend-flexible

P. Xu et alElastic ice microfibersScience. Vol. 373, July 9, 2021, p. 187. doi: 10.1126/science.abj4441.