水を加熱して氷を作る

イスラエルの科学者グループは、 過冷却水をすばやく氷に変える方法を発見しました。 彼らは、電場では水がその物理的性質を変えるという事実を利用しました。 また、 焦電効果を利用して、水を加熱することで氷に変えることができます。







一般に、氷の形成は通常、ある種のゴミやほこりの周辺で発生します。 そうでない場合、完全に清浄な雰囲気で、通常の圧力であっても、水は液体の状態を最大-42°Cで保持できます。 これはいわゆる過冷却水であり、医薬品、極低温などに使用されます。



電場が水の凍結温度に与える影響は150年以上も知られています。特に、負電荷の場では、正電荷の場よりも低い温度で水が凍結します。 最も一般的な理論は、水分子がフィールドで「方向を変える」と考えられているため、氷の結晶化が複雑になることです。 奇妙なことに、これまでのところ、このメカニズムは完全には理解されていません。 問題は、実験データの欠如です。科学者は、電荷を通過させることができ、水と反応しない物質を見つけることができませんでした。



イゴール・ルボミルスキーと彼のワイツマン研究所(イスラエル)の同僚は、なんとかエレガントな実験を思いついた。 科学者は、タンタル酸リチウム(LiTaO 3 )の焦電体を使用しました。これは、加熱/冷却されると電界を変化させます。 電荷がない場合、表面の水滴は–12.5°で凍結します。 しかし、表面が冷却されると、タンタル酸リチウムは負の電荷を獲得し、水滴は最大-18℃まで液体のままになります。 表面が加熱されている場合、正電荷の場では、水は–7°で凍結します。



科学的研究の結果は、Science:David Ehre、Etay Lavert、Meir Lahav and Igor Lubomirsky、Science、2010、DOI:10.1126 / science.11​​78085に掲載されています。 この記事の電子版はこちらで購入できます



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