Zżelowany lód jest najlżejszą formą wody. Bezpłatne wiadomości z biblioteki technicznej

NOWOŚCI NAUKI I TECHNOLOGII, NOWOŚĆ W ELEKTRONIKI
Bezpłatna biblioteka techniczna / Kanał wiadomości

Zżelowany lód to najlżejsza forma wody

16.09.2017

Kostki lodu, które wyjmujesz z zamrażarki, to tylko jeden z 17 rodzajów lodu znanych dzisiaj naukowcom. Ale teraz naukowcy z Uniwersytetu Okayama w Japonii pracują nad kolejną, 18. formą lodu, która będzie jak dotąd najlżejszą formą wody. Badanie próbek „airold”, rodzaju lodowatego aerożelu, pozwoli naukowcom poznać niektóre subtelności zachowania wody znajdującej się w ekstremalnych warunkach środowiskowych.

Normalny lód uzyskuje się przez chłodzenie wody pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym, podczas gdy cząsteczki wody tworzą sieć krystaliczną o sześciokątnej komórce. Jednak poziom ciśnienia i szybkość zmian temperatury mogą powodować, że cząsteczki wody tworzą inną niż heksagonalną sieć krystaliczną, w ziemskiej atmosferze dość często tworzy się tak zwany lód sześcienny. A jeszcze bardziej egzotyczne formy lodu mogą tworzyć się w atmosferach innych planet.

Gdy w momencie zamarzania ciśnienie wzrasta, powstaje lód o gęstości przekraczającej gęstość lodu normalnego. Naturalnie wraz ze spadkiem ciśnienia zaczyna tworzyć się mniej gęsty lód, którego struktura przypomina „lodową watę cukrową”. Obecnie naukowcom znane są tylko dwie formy lodu o niskiej gęstości, które mają gęstość 50 i 90 procent gęstości lodu normalnego.

Naukowcy przeprowadzili szereg obliczeń, w których wykorzystano ponad 300 rodzajów nanostruktur składających się z cząsteczek wody, które mogą tworzyć się w warunkach niskiego ciśnienia. Zgodnie z uzyskanymi wynikami, wszystkie kryształy takiego lodu zachowują swoją stabilność dopiero w temperaturze zbliżonej do temperatury zera absolutnego, a wraz ze wzrostem temperatury kryształy tracą stabilność, co prowadzi do zmiany ich struktury. Najmniej gęsta forma lodu ma strukturę, której węzły są połączone dość długimi „pałeczkami” cząsteczek wody. Pomiędzy węzłami znajduje się duża pusta przestrzeń wypełniona powietrzem, co decyduje o wyjątkowo niskiej gęstości takiego materiału jako całości.

Modelowanie komputerowe znajdzie niezliczone formy lodu. Jednak uzyskanie próbek takiego lodu wiąże się z wieloma trudnościami ze względu na niskie ciśnienie i ekstremalnie niskie temperatury, w których taki lód może powstawać i istnieć. „Nasze obliczenia dały nam cel do dalszych badań. Wkrótce obliczymy cały wymagany zakres warunków środowiskowych i spróbujemy uzyskać pierwsze próbki nowych form lodu, których badanie pomoże nam zrozumieć zachowanie cząsteczek wody w ekstremalnych warunkach."

<< Powrót: Odkryto neurony pragnienia 17.09.2017

>> Naprzód: Bor odkryty na Marsie 16.09.2017

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Udowodniono istnienie reguły entropii dla splątania kwantowego 09.05.2024

Mechanika kwantowa wciąż zadziwia nas swoimi tajemniczymi zjawiskami i nieoczekiwanymi odkryciami. Niedawno Bartosz Regula z Centrum Obliczeń Kwantowych RIKEN i Ludovico Lamy z Uniwersytetu w Amsterdamie przedstawili nowe odkrycie dotyczące splątania kwantowego i jego związku z entropią. Splątanie kwantowe odgrywa ważną rolę we współczesnej nauce i technologii informacji kwantowej. Jednak złożoność jego struktury utrudnia zrozumienie go i zarządzanie nim. Odkrycie Regulusa i Lamy'ego pokazuje, że splątanie kwantowe podlega zasadzie entropii podobnej do tej obowiązującej w układach klasycznych. Odkrycie to otwiera nowe perspektywy w dziedzinie informatyki i technologii kwantowej, pogłębiając naszą wiedzę na temat splątania kwantowego i jego powiązania z termodynamiką. Wyniki badań wskazują na możliwość odwracalności transformacji splątania, co mogłoby znacznie uprościć ich zastosowanie w różnych technologiach kwantowych. Otwarcie nowej reguły ... >>

Mini klimatyzator Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Lato to czas relaksu i podróży, jednak często upały potrafią zamienić ten czas w udrękę nie do zniesienia. Poznaj nowość od Sony - miniklimatyzator Reon Pocket 5, który obiecuje zapewnić użytkownikom większy komfort lata. Sony wprowadziło do oferty wyjątkowe urządzenie – miniodżywkę Reon Pocket 5, która zapewnia schłodzenie ciała w upalne dni. Dzięki niemu użytkownicy mogą cieszyć się chłodem w dowolnym miejscu i czasie, po prostu nosząc go na szyi. Ten mini klimatyzator wyposażony jest w automatyczną regulację trybów pracy oraz czujniki temperatury i wilgotności. Dzięki innowacyjnym technologiom Reon Pocket 5 dostosowuje swoje działanie w zależności od aktywności użytkownika i warunków otoczenia. Użytkownicy mogą łatwo regulować temperaturę za pomocą dedykowanej aplikacji mobilnej połączonej przez Bluetooth. Dodatkowo dla wygody dostępne są specjalnie zaprojektowane koszulki i spodenki, do których można doczepić mini klimatyzator. Urządzenie może och ... >>

Energia z kosmosu dla Starship 08.05.2024

Wytwarzanie energii słonecznej w przestrzeni kosmicznej staje się coraz bardziej wykonalne wraz z pojawieniem się nowych technologii i rozwojem programów kosmicznych. Szef startupu Virtus Solis podzielił się swoją wizją wykorzystania statku kosmicznego SpaceX do stworzenia orbitalnych elektrowni zdolnych zasilić Ziemię. Startup Virtus Solis zaprezentował ambitny projekt stworzenia elektrowni orbitalnych przy użyciu statku Starship firmy SpaceX. Pomysł ten mógłby znacząco zmienić dziedzinę produkcji energii słonecznej, czyniąc ją bardziej dostępną i tańszą. Istotą planu startupu jest obniżenie kosztów wystrzeliwania satelitów w przestrzeń kosmiczną za pomocą Starship. Oczekuje się, że ten przełom technologiczny sprawi, że produkcja energii słonecznej w kosmosie stanie się bardziej konkurencyjna w stosunku do tradycyjnych źródeł energii. Virtual Solis planuje budowę dużych paneli fotowoltaicznych na orbicie, wykorzystując Starship do dostarczenia niezbędnego sprzętu. Jednak jedno z kluczowych wyzwań ... >>

Nowa metoda tworzenia potężnych akumulatorów 08.05.2024

Wraz z rozwojem technologii i coraz większym wykorzystaniem elektroniki, kwestia tworzenia wydajnych i bezpiecznych źródeł energii staje się coraz pilniejsza. Naukowcy z Uniwersytetu w Queensland zaprezentowali nowe podejście do tworzenia akumulatorów cynkowych o dużej mocy, które mogą zmienić krajobraz branży energetycznej. Jednym z głównych problemów tradycyjnych akumulatorów wodnych było ich niskie napięcie, co ograniczało ich zastosowanie w nowoczesnych urządzeniach. Ale dzięki nowej metodzie opracowanej przez naukowców udało się pokonać tę wadę. W ramach swoich badań naukowcy zajęli się specjalnym związkiem organicznym – katecholem. Okazało się, że jest to ważny element, który może poprawić stabilność akumulatora i zwiększyć jego wydajność. Takie podejście doprowadziło do znacznego wzrostu napięcia akumulatorów cynkowo-jonowych, czyniąc je bardziej konkurencyjnymi. Zdaniem naukowców takie akumulatory mają kilka zalet. Mają b ... >>

Zawartość alkoholu w ciepłym piwie 07.05.2024

Piwo, jako jeden z najpopularniejszych napojów alkoholowych, ma swój niepowtarzalny smak, który może zmieniać się w zależności od temperatury spożycia. Nowe badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wykazało, że temperatura piwa ma znaczący wpływ na postrzeganie smaku alkoholu. Badanie prowadzone przez naukowca zajmującego się materiałami Lei Jianga wykazało, że w różnych temperaturach cząsteczki etanolu i wody tworzą różnego rodzaju skupiska, co wpływa na postrzeganie smaku alkoholu. W niskich temperaturach tworzą się bardziej piramidalne skupiska, co zmniejsza ostrość smaku „etanolu” i sprawia, że napój ma mniej alkoholowy smak. Wręcz przeciwnie, wraz ze wzrostem temperatury grona stają się bardziej łańcuchowe, co skutkuje wyraźniejszym alkoholowym posmakiem. To wyjaśnia, dlaczego smak niektórych napojów alkoholowych, takich jak baijiu, może zmieniać się w zależności od temperatury. Uzyskane dane otwierają nowe perspektywy dla producentów napojów, ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Ukryj się przed pozaziemskimi cywilizacjami 11.05.2017

Odkąd Stephen Hawking i inni naukowcy postawili pytanie, dlaczego powinniśmy deklarować swoje istnienie innym cywilizacjom, które mogą wcale nie być przyjazne, debata na ten temat nie ucichła. Niedawny artykuł profesora astronomii z Columbia University, Davida Kippinga, zatytułowany „Jak stworzyć pelerynę-niewidkę, aby ukryć Ziemię przed pozaziemskimi cywilizacjami?”

Kipping pisze w nim, że jeśli pozaziemskie cywilizacje, przed którymi ostrzegają naukowcy, naprawdę znacząco wyprzedziły nas w rozwoju, to nic ich nie kosztuje, po pierwsze ukrywanie się przed naszymi oczami metodami jeszcze nam nieznanymi, a po drugie tworzenie iluzji widoczności, kiedy im to odpowiada. Jako przykład naukowiec podaje tzw. metodę tranzytów do wykrywania egzoplanet. Opiera się na obserwacjach przechodzenia planety na tle gwiazdy, co prowadzi do regularnego, lekkiego przyciemniania jasności gwiazdy. Pomiar głębokości i czasu trwania tranzytu umożliwia wyznaczenie promienia egzopanetu, wielkiej półosi jej orbity oraz ekscentryczności, pod warunkiem, że znany jest okres orbitalny takiej planety.

Z punktu widzenia naukowca taki spadek jasności gwiazdy w oczach, a raczej w teleskopach obserwatora, można celowo wywołać za pomocą urządzeń laserowych, które już mamy do dyspozycji, aby zmylić obserwatora . Lub odwrotnie: lasery mogą być używane do kompensacji ściemniania i nie oddawania się. Według obliczeń Kippinga, wymagałoby to 30 megawatów energii elektrycznej przy użyciu technologii wykrywania, takiej jak ta stosowana przez obserwatorium kosmiczne Keplera, które widzi egzoplanety w tym samym świetle. A przy 10-krotnym wzroście mocy możesz osiągnąć „wielokolorową” niewidzialność. W tym celu przydają się nowoczesne lasery naziemne (a nie obce), wykorzystujące generację supercontinuum, w której światło laserowe jest zamieniane na światło o bardzo szerokim spektrum (tj. o niskiej spójności czasowej), podczas gdy koherencja przestrzenna zwykle pozostaje wysoka.

Skoro autor przekonuje, że skoro przy pomocy naszych technologii można manipulować widocznością lub niewidzialnością we Wszechświecie, to trudno sobie wyobrazić, co mogłoby kryć się w arsenale bardziej zaawansowanych cywilizacji. Dlatego pytanie, czy Ziemianie potrzebują peleryny-niewidki, pozostaje retoryczne.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn