BTC/USD 10946.35 -0.41%
ETH/USD 380.64 -1.75%
LTC/USD 48.26 -1.09%
BRENT/USD 43.09 -0.48%
GOLD/USD 1949.69 6.14%
RUB/USD 75.03 -0.22%
Tokyo
Moscow
New-York

Новое вещество не дает воде замерзнуть даже при -263°C

0

Ученые

Ученые из Швейцарской высшей технической школы и Цюрихского университета разработали и синтезировали новый класс сложных липидов (молекул жира), которые смешиваясь с водой, формируют мембраны, препятствующие образованию кристаллов льда даже при экстремально низких температурах.

Эффект достигается за счет того, что созданное вещество образует «мягкую» биологическую субстанцию, называемую липидной мезофазой. Его молекулы самопроизвольно группируется и объединяется, образуя мембраны, которые ведут себя так же, как и молекулы натурального жира. Эти мембраны затем равномерно распределяются и формируют сеть соединенных каналов, диаметр которых менее одного нанометра.

Вода, смешиваясь с липидной структурой, заполняет свободное пространство между мембранами, но каналы настолько узкие, что в них просто недостаточно места для образования кристаллов льда.

С помощью жидкого гелия, исследователи охладили смесь до -263 °C, но даже при температуре близкой к абсолютному нулю кристаллы не образовывались. Вместо этого вода стала «стеклообразной» и оставалась пластичной. Липиды в таких условиях также не замерзают. Ключевым фактором контроля и изменения структуры является соотношение жиров к воде и температура. 

Липиды

На схематическом изображении показаны каналы мембран липидов, заполненные водой (светло-голубой).

Хорошее взаимодействие с жидкостью обеспечивает двойственность липидов, молекулы которых состоят из двух частей: одна отталкивает воду, а другая наоборот притягивает. Однако это также обуславливает сложность их синтеза. Поэтому ученые смоделировали новый класс липидов на мембранах определенных бактерий, которые теперь выделяют их естественным образом, что позволяет им выживать в очень холодных условиях.

Швейцарцы говорят, что изобретение может служить инструментом для других биологических и физических исследователей, а также в других сферах, где требуется предотвратить замерзание воды.

Недавно ученые также разработали недорогую мембрану, способную очень быстро фильтровать масло из воды и нефтяных смесей, не загрязняясь при этом.

текст: Илья Бауэр, фото: ETH Zurich