Остин Энджел, регент профессор в Школе молекулярных наук ASU, провел значительную часть своей карьеры, отслеживая некоторые наиболее любопытные физические свойства воды. В новой части исследования, опубликованной в Science 9 марта, Энджел и его коллеги из Амстердамского университета впервые обнаружили одно из наиболее интригующих свойств воды. Имеется в виду, что при достаточном супер-охлаждении и при определенных условиях вода внезапно меняет своё агрегатное состояние, становясь другой жидкостью. Новая жидкость - это всё еще вода, но с более низкой плотностью и с более прочной связью, что делает ее более вязкой.

Проблема с наблюдением этого явления в воде заключается в том, что незадолго до того, как можно определить время перехода в состояние новой жидкости, настоящая вода внезапно превращается в лёд. Данное понятие называется «занавес кристаллизации», и оно на протяжении десятилетий поддерживало прогресс в понимании физики воды и воды в биологии.

«В результате нашего исследования был найден способ отвести «занавес кристаллизации» достаточно, чтобы увидеть, что происходит далее», - отметил Энджел.

Фазовые переходы воды важны для понимания многих вещей. Например, хорошо известная ломка (вспучивание) бетонных дорог и пешеходных дорожек зимой связано с оледенением воды под бетоном. Фазовый переход между жидкими состояниями, описанный в текущей работе, имеет много общего с оледенением, но он протекает при более низкой температуре около -90 градусов и только в условиях сверхохлаждения, поэтому это наверняка останется своего рода научной загадкой в обозримом будущем.

Новая жидкость гораздо более вязкая, возможно, даже стекловидная. Кроме того, изменив направление изменения температуры, учёные обнаружили, что они могут вернуть новую жидкость в исходное состояние до того, как лед начнет кристаллизоваться.

Результаты исследования, по-видимому, «станут прямым доказательством существования перехода из жидкости в жидкость за «занавесом кристаллизации»в чистой воде», - сказал Сандер Вутерсен (специалист по инфракрасной спектроскопии, участник исследования), добавив, что полученные результаты дают общее объяснение термодинамических аномалий жидкой воды.

Перевод и адаптация: Екатерина Тёрина