Ученые разглядели самую маленькую снежинку

Кластер из шести молекул воды, полученный английскими и немецкими учеными, является минимально возможным в природе структурным элементом воды в форме льда

Д-р Анджелос Микаелидес (Angelos Michaelides) из Центра нанотехнологий в Лондоне и профессор Карина Моргенштерн (Karina Morgenstern) из университета им. Лейбница в Ганновере опубликовали в журнале Nature Materials работу, посвященную изучению свойств льда на наноуровне.

Ученые охлаждали водяной пар над поверхностью металлической пластины, находящейся при температуре 5 градусов Кельвина. Вскоре с помощью сканирующего туннельного микроскопа на пластине удалось наблюдать гексамер (шесть соединенных между собой молекул воды) – мельчайшую снежинку. Это самый маленький из возможных кластеров льда. Ученые наблюдали также кластеры, содержащие семь, восемь и девять молекул.

geksamer_vody.jpg

Изображение гексамера воды, полученное с помощью сканирующего туннельного микроскопа (размер в поперечнике – около 1 нм)

Разработка технологии, позволившей получить изображение гексамера воды – уже само по себе важное научное достижение. Для наблюдения пришлось сократить зондирующий ток до минимума, что и позволило предохранить слабые связи между отдельными молекулами воды от разрушения вследствие процесса наблюдения. Помимо экспериментов, в работе были использованы теоретические подходы квантовой механики. Комплексный подход дал впечатляющие результаты.

В отличие от кристаллического льда, где между всеми молекулами воды энергия связи одинакова, в нанокластерах есть чередование сильных и слабых связей (и соответствующих расстояний) между отдельными молекулами. Получены также важные результаты о способности молекул воды к распределению водородных связей и к их связи с поверхностью металла.

Результаты работ международной группы ученых помогут найти объяснение многих загадочных свойств воды, процессов образования кристаллов льда в верхних слоях атмосферы, понять роль этой жидкости в астрономии и электрохимии, сообщает PhysOrg.

Наблюдение кластеров льда не может также служить прямым подтверждением гипотезы о наличии устойчивой ассоциатной структуры воды в ее жидкой форме или даже наличия у нее «информационной» природы, однако позволит ученым немного приблизиться к пониманию свойств самой важной для человека жидкости.

http://rnd.cnews.ru/…cience.shtml?…

Фундаментальные исследования, как сказал кто-то из великих, это удовлетворение собственного любопытства за казённый счёт. Но как раз именно во время таких вот «экспедиций» в микро-, пардон, наномир, и делаются великие открытия. К тому же исследователи при этом отрабатывают методику работы со сложным и тонким научным оборудованием… Когда-то и наши исследователи (я уж не говорю, аспиранты и студенты) смогут вот так же свободно путешествовать по глубинам вещества?..