منو

تولید کوچکترین بلور یخ جهان

  تیمی از دانشمندان توانسته‌اند یک معمای حل نشده علمی را به سرانجام رسانده و با استفاده از طیف‌سنجی مادون قرمز، کمترین میزان مولکول آب مورد نیاز برای شکل دادن به یک بلور یخ را شناسایی کنند.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)،‌ بلورهای یخ نیز از آغاز بسیار کوچک برخوردار هستند و در حال حاضر 475 مولکول می‌تواند یک بلور یخ واقعی را بسازد.

پیش از این تصور می‌شد که حدود 1000 مولکول برای ساخت این بلور مورد نیاز است اما دانشمندان دانشگاه گوتینگن با همکاری محققان دانشگاه پراگو و موسسه مکس پلانک دریافتند که کمترین میزان برای آغاز این فرآیند می‌تواند 275 مولکول به بالا باشد.

این دستاورد به محققان در بینش بهتر در مورد فرآیندهایی که به موجب آنها بخار آب در دمای پائین بطور مستقیم به شکل بلور یخ متراکم می‌شود، کمک خواهد کرد. این فرآیندها نقش مهمی در لایه‌های بالایی جو و همچنین منظومه شمسی ایفا می‌کنند.

این نتایج همچنین در تحقیقات هواشناسی به ارتقای مدلهای جوی کمک خواهد کرد.

در بلورهای یخ، مولکولهای آب خود را به شکل شش ضلعی درمی‌آورند تا از شبکه‌بندی فضایی استفاده کنند. هر مولکول آب پیوندهای هیدروژن را با چهار مولکول مجاور بوجود می‌آورد. این فضای لانه‌زنبوری بلوری یخ آب به فضای بیشتری از آب مایع نیاز دارد.

محققان این آزمایشات را در دمای منفی 180 تا منفی 150 درجه سانتیگراد انجام دادند که در آن مولکولهای بسیار سردتر از حالت مایع هستند. این درحالیست که برای یک بلور،‌این مولکولها هنوز از تعداد کمتری برخوردارند.

خوشه‌های کوچک مولکولی این معما را با شکل دادن به یک نوع مایع که در سرما منعقد شده، حل کردند و یک فضای شبکه‌ای تقریبا غیرمتبلور را تشکیل دادند.

اگر این خوشه رشد کند، مولکولهای آب در مرکز آن می‌توانند در مراحلی از طریق پیوند هر کدام از آنها با چهار همسایه خود از حالت شیمیایی غیر متبلور به ساختار بلوری تغییر حالت دهند. در این حالت 275 مولکول آی برای حالت اولیه بلور واقعی با ساختار شش ضلعی در مرکز خوشه کافی خواهد بود.

در آغاز این فرآیند، این سازه کمی بدشکل بوده و با رشد خوشه، این بخش داخلی رشد می‌کند تا به یک بلور یخی کاملا منظم تبدیل شود. این در حالیست که بخش بیرونی به شکل غیرمتبلور باقی خواهد ماند.

این پژوهش در مجله ساینس منتشر شده است.

ایسنا