Teadlased külmutasid vett soojuse abil

Teadlased külmutasid vett soojuse abil Foto: AFP / Scanpix

Tänapäeva teadlased teevad veega üsna kummalisi katseid.

Teada on, et vesi hakkab jäätuma null kraadi juures, kirjutab Live Science.

Kuid kui vesi on väga puhas ning siledaseinalises anumas, jääb ta vedelaks ka miinus neljakümne kraadi juures. Sellist vett nimetatakse superjahutatud veeks.

Looduses puutub vesi kokku prügi ja karedate pindadega, mis soodustavad jääkristallide tekkimist.

Iisraeli Weizmanni teadusinstituudi teadlane Igor Lubomirsky ja ta kolleegid leidsid uue viisi, kuidas vee külmumist kontrollida. Nad kasutasid selleks niinimetatud õhukest eba-amorfset püroelektrilist kilet (inglise keeles quasi-amorphous pyroelectric thin film). Selline pind muudab sõltuvalt temperatuurist elektrilaengut.

Kui püroelektriline kile on positiivselt laetud, muutub vee külmutamine lihtsamaks. Kui aga  on laetud negatiivselt, on jää teke raskendatud.

Teadlaste sõnul saab superjahutatud vett külmutada soojendamise abil, sest laeng muutub koos temperatuuri muutumisega.

Kui superjahutatud vesi on näiteks negatiivselt laetud liitiumtantalaatpinnal, muutub see hetkega jääks, kui seda pinda soojendada miinus kaheksa kraadini. Ka muutub selle laeng positiivseks.

Teadlaste sõnul on huvitav see, et positiivselt laetud pinna superjahutatud vesi jäätub alt üles, negatiivse laengu korral toimub jäätumine ülevalt alla.  Selle põhjuseks võib olla veemolekulide liikumine. Negatiivselt laetud veemolekuli hapnikuaatomid liiguvad positiivselt laetud pindade suunas, vesinikuaatomid aga vastupidises suunas.

«Positiivse ja negatiivse laengu selline erinevus oli oodatav,» selgitas Lubomirsky.

Superjahutatud vee külmumispunkti uurimine aitab näiteks paremini mõista kõigusoojaste loomade ellujäämist, aidata säilitada rakke ja kudesid väga madalal temperatuuril ning selgitada pilvede tekkimise protsessi.