Когда вода не замерзает?
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Кажется, что-что, а это уж доподлинно известно: вода замерзает точно при нуле градусов по Цельсию. Даже сам этот нуль выбран как точка отсчета для всей нашей температурной шкалы. Именно как температура перехода жидкой воды в лед и обратно. Разумеется, при условии нормального атмосферного давления.
Но вот исследователи, имеющие дело с холодовой консервацией биологических систем, с тревогой говорят о том, что у них в опытах вода при нуле градусов не замерзает. Она остается жидкой и при минус пяти, и даже при минус десяти градусах по Цельсию. Что же получается, уж не обманывают ли наши градусники?
Нет, феномен подобной так называемой переохлажденной воды давно известен. Он связан с отсутствием в воде центров кристаллизации льда, всевозможных примесей, пылинок, ионов солей, вокруг которых и образуются первоначальные мельчайшие льдинки. Можно не волноваться: в обычной воде этого предостаточно и потому она замерзает точно при нуле. Только дистиллированная вода ведет себя в мороз как переохлажденная жидкость — не обращается в лед вплоть до минус десяти и даже одиннадцати градусов по Цельсию.
Однако в опытах по криоконсервации ученые имеют дело именно с дистиллятом, который, переохлаждаясь, мешает своевременному замораживанию биологических систем. Потому борьба с переохлажденной и не желающей вовремя замерзать водой в криомедицине весьма актуальна. И тут, пожалуй, все средства будут хороши.
Ученые применили в качестве такого средства ультразвук. От прибора УТП-1М через кварцевый излучатель колебания ультразвуковой частоты подводили к стаканчикам с бидистиллятом, охлаждаемым в специальной камере парами азота. Ультразвук во всех опытах имел фиксированную частоту в 880 килогерц; его мощность, подводимую к воде, плавно меняли в диапазоне от 0,05 до 0,5 ватта на каждый квадратный сантиметр поверхности воды. На выходе замечали температуру, при которой проба в стаканчике замерзала.
И если в контроле она замерзала в среднем при минус 9,5 градуса, то под действием ультразвука в зависимости от его мощности точка замерзания повышалась, приближаясь к нулю.
Ученые полагают, что слабый ультразвук может найти широкое применение с целью борьбы с переохлаждением замораживаемых водных систем, используемых в криомедицине.