Исследователи изучили аморфный лед

Россия

• Вода

Специалисты из Московского физико-технического института (МФТИ) изучили процесс перехода воды в необычное состояние аморфного льда. Механизм этого перехода может многое прояснить в области крионики - замораживании живых организмов. Результаты их работы опубликованы в издании Scientific Reports. При помощи компьютерных моделей удалось пронаблюдать превращение одной аморфной формы льда в другую. Этот странный лед твердый, но в отличие от обычного, не имеет четко структурированной кристаллической решетки.

В таком состоянии вода может находиться в космосе. Ученые знают о существовании 19 фаз кристаллического льда и двух формах аморфного. При этом бывает аморфный лед высокой и низкой плотности, который обычно встречается в условиях космического пространства. Ранее уже удавалось получить аморфный лед в лабораторных условиях и собрать данные о том, как его модуль упругости меняется с давлением и температурой. А вот как идет сам переход между двумя аморфными состояниями - пока не понятно.

Специалисты из МФТИ изучили вопрос,разработав молекулярно-динамическую модель, содержащую до 78 тысяч молекул воды и использовав новейшие технологии суперкомпьютерных вычислений. Оказалось, что фазовый переход начинается с образования включений-зародышей, которые могут содержать около 500 атомов. Смоделировать, как идет их рост - задача сложная, здесь необходимо наблюдать за десятками тысяч атомов. По словам Владимира Стегайлова, заведующего отделом многомасштабного суперкомпьютерного моделирования ОИВТ РАН, заведующего лабораторией суперкомпьютерных методов в физике конденсированного состояния МФТИ и ведущего научного сотрудника международной лаборатории суперкомпьютерного атомистического моделирования и многомасштабного анализа ВШЭ, российские исследователи стали первыми, кто на модели увидел, как "зародыши атомов аморфного льда различной плотности образуются, растут и переходят из одного состояния в другое".

Дальнейшее изучение условий перехода воды в аморфный лед поможет ученым сохранять живые клетки неповрежденными при низких температурах.

Вера Максимова, 09.10.2022 18:30