Egy gél szerű jég az eddigi felfedezett legkisebb sűrűségű jégfajta

A jégkockák, amiket a mélyhűtőnkben tartunk, a jég 17 lehetséges típusából csak az egyik, hamarosan azonban a 18. típus is ‘valósággá válhat’. Egy kutatócsapat felfedezett egy porózus, könnyűsúlyú “aerojég” típust – aerogél jeget -, ami új dolgokat taníthat nekünk arról, hogy a víz hogyan viselkedik szélsőséges körülmények között.

A “normális jég” esetében a víz környezeti nyomás alatt fagy meg úgy, hogy a molekulái hexagonális alakú kristályszerkezetbe rendeződnek.

Azonban nem mindegyik jég vesz fel hexagonális szerkezetet. A nyomás és a hőmérséklet mind befolyásolják, hogy a víz molekulák a több milliónyi konfiguráció melyikébe rendeződnek. A hexagonális és az időnként létrejövő magas légköri kocka jég, a Földön természetes körülmények között előforduló jég fajta. A jég többi fajtája más bolygókon vagy azok légkörében alakulhat ki.

Légköri vagy annál magasabb nyomás mellet a víz molekulák összenyomódnak és szilárd jéggé fagynak meg. Azonban ha csökkentjük a nyomást a víz molekulák kevésbé lesznek összesűrítve és egy könnyű kristályt alkotnak, aminek nagyobb részét levegő alkotja.

Eddig két fajta alacsony sűrűségű jeget ismerünk: a tér fulleréneket, amelyeknek a sűrűsége a normál jég sűrűségének 80%-a és a zeolit jegeket, amik az ásványi zeolitok szerkezetét imitálják, azonban víz molekulákból épülnek fel, ezzel a sűrűségük a normál jég 50-90%-a. Eddig ennél könnyebb jég típusokat nem fedeztek fel.

“Nem olyan régen két alacsony sűrűségű jeget is felfedeztünk, de nem voltunk tisztában a lehetőségek méretével. Egy új térképre van szükségünk, hogy kísérleteinkkel felfedezzük ezt az Új Világot,” mondta Masakazu Matsumoto, a Okayama Egyetemről.

A tudós csapat tagjai egy a Jengahoz hasonló játékot játszottak a jég molekuláival, úgy hogy molekulákat távolítottak el a zeolit jégből, ezzel könnyítve a szerkezetén. Több mint 300 különböző nanoméretű szerkezetet szimuláltak le és kiértékelték melyik szerkezetek a legstabilabbak alacsony nyomás mellett. Az aerojég közel 0 kelvin mellet stabil volt, azonban a hőmérséklet emelkedésével egyre instabilabbá vált.

Matsumoto úgy gondolja, hogy több ehhez hasonló jég típus van még, amit megtalálhatunk a szimulációk segítségével, azonban a nagyon alacsony sűrűségű jég előállítása a hétköznapi világban nagyon nehéz feladat lenne, mivel rendkívül alacsony nyomás és hőmérséklet mellet jönnének csak létre.

“Ez ad valamit, ami után futhatunk,” mondta Christoph Salzmann, a University College London-tól. “Most, hogy ezek a srácok felfedezték ezeket a lenyűgöző szerkezeteket, a következő lépés számunkra az lehet, hogy felkerekedünk és megcsináljuk őket.”

Forrás: aip.scitation.org

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.

A honlap további használatához a sütik használatát el kell fogadni. További információ

A süti beállítások ennél a honlapnál engedélyezett a legjobb felhasználói élmény érdekében. Amennyiben a beállítás változtatása nélkül kerül sor a honlap használatára, vagy az "Elfogadás" gombra történik kattintás, azzal a felhasználó elfogadja a sütik használatát.

Bezárás