Впервые созданы пятиугольные кристаллы льда

Нарушение "традиционного" формирования водяных кристаллов с шестиугольной симметрией может привести к появлению новых способов воздействия людей на погоду. Необычное состояние замёрзшей воды совершенно случайно получили физики из университета Ливерпуля (University of Liverpool), университетского колледжа в Лондоне (University College London) и института Фрица-Хабера (Fritz-Haber-Institut).

Новый вид льда открыт при сверхвысоком вакууме и температуре -173 по Цельсию, поясняет New Scientist. На фото: наноразмерные цепочки из ледяных пятиугольников (фото Matt Forster).

Группа европейских исследователей наблюдала под сканирующим туннельным микроскопом формирование водяного льда на ровной поверхности меди (подключив к наблюдениям также инфракрасную спектроскопию).

Неожиданно выяснилось, что в самом начале гетерогенного образования кристаллов вода формирует длинные нити (диаметром 1 нанометр), составленные не из шестиугольников, как следует по теории, а из пятиугольных структур.

Учёные высчитали, что пятиугольные кристаллы в данных условиях энергетически предпочтительнее, так как позволяют воде создавать максимальное число связей вода-металл при сохранении сильных водородных связей в самой цепочке замёрзшей воды.

Исследователи полагают, что в присутствии металла вода может формировать и другие необычные наноструктуры, например — семиугольные кристаллы или системы с иным числом лучей.

Так устроена водяная "цепочка из пентагонов" на поверхности меди (иллюстрация с сайта chem.ucl.ac.uk).

Поскольку формирование водяных кристаллов на поверхности твёрдых веществ (пылинок, в частности) является важным механизмом в атмосферных явлениях, физики полагают, что открытая особенность воды поможет в поиске новых способов воздействия на погоду (наподобие нынешнего принудительного провоцирования осадков при помощи реактивов).

Поведение воды на границе раздела сред также играет большую роль в биохимических процессах, потому находка пятиугольного льда важна и с этой точки зрения.

Детали открытия можно найти в статье в Nature Materials и пресс-релизе университетского колледжа