Najmniejszy kryształ lodu zawiera 275 cząsteczek wody

sxc.hu

Najmniejszy na świecie kryształ lodu zawiera co najmniej 275 cząsteczek wody - wynika z badań niemieckich naukowców. Ta liczba ma wpływ na wiele procesów zachodzących w naturze, takich jak na przykład tworzenie chmur.

Badania nad określeniem najmniejszego kryształu lodu prowadzone były przez naukowców -Thomasa Zeuch'a z Uniwersytetu w Gentyndze i Udo Buck'a z Instytutu Maxa Plancka również w Getyndze. Analizy wykonywano za pomocą spektrometru masowego MS i spektroskopu IR. Pierwsze z urządzeń posłużyło do określania masy, a następnie ilości cząsteczek wody połączonych w klastry (od 85 do 475), a drugie do poznania struktury klastrów wody.

Tego typu badania były już prowadzone przez innych naukowców na bardzo małych klastrach cząsteczek wody, jednak bez rezultatów, jakie odnieśli Zeuch i Buck, którzy domieszkowali powierzchnię klastrów atomami sodu. Dzięki temu klastry zostały zjonizowanie, co pozwoliło na lepszą ich analizę w spektrometrze masowym, nie zmieniając przy tym ich struktury wewnętrznej.

Podczas analizy spektroskopem IR promieniowanie podczerwone jest absorbowane w wybranych częstotliwościach przez wiązania cząsteczkowe, które trochę inaczej absorbują, gdy wiążą atomy ciekłej wody, a inaczej lodu. W związku z czym Zuech i Buck zarejestrowali widmo IR dla najmniejszego z klastrów, który wykazuje widmo podobne do lodu i o liczbie 275 molekuł wody. Zaobserwowano, że wraz ze wzrostem liczby molekuł rośnie udział części krystalicznej w klastrze, a przy 475 cząsteczkach klastry stają się nanokryształami wykazując spektralne cechy lodu.

Mniejsze klastry wody nie są w stanie krystalizować ze względu na zbyt małą przestrzeń do utworzenia konfiguracji krystalicznej, w jakiej występuje lód, czyli układu złożonego z pierścienia o 6 cząsteczkach wody połączonych wiązaniami wodorowymi.

(pj)