#日本研究人员发现一种新的冰形成机制#冰比我们大多数人所认识到的复杂得多,科学上已知有20多种不同的品种,在不同的压力和温度下形成。我们用来冷却饮料的那种被称为冰I,它是地球自然存在的少数几种形式的冰之一。

来自东京大学工业科学研究所的研究人员发现,冰通过类似于最近发现的罕见冰的结构开始在水面附近形成,这有助于我们更好地理解冰的形成。来源:东京大学工业科学研究所

　　来自日本的研究人员最近发现了另一种类型的冰:冰0,一种不寻常的形式的冰,可以种子形成冰晶。过冷水.

　　液态水表面附近的冰的形成可以从微小的晶体前体开始,其结构类似于一种罕见的冰类型,即所谓的冰0。

　　发表于自然通讯,来自东京大学工业科学研究所社会合作研究部"防霜科学"的研究人员表明,这些0-样冰结构能够使水滴冻结在其表面而不是其核心。这个发现解决了一个长期的难题,并有助于重新定义我们对冰是如何形成的理解。

　　冰的结晶化,称为冰核化,通常是在固体表面.这通常发生在水容器的表面,在那里液体与固体的接触。

　　然而,这项新的研究表明,冰晶化也可能发生在水面以下,即水与空气接触的地方。在这里,冰核周围的小前体,具有相同特征的环形结构的冰0。

　　"模拟已经表明,在等温条件下,一个液滴在自由表面附近更可能结晶,"该项研究的主要作者冈孙说。"这解决了一个长期的争论,即结晶是更容易在表面还是内部发生。"

　　冰0前驱体的结构与过冷水非常相似,水分子更容易结晶,不需要直接形成冰的结构。

　　由于水表面张力引起的负压力效应,微小的冰0前驱体是自发形成的。一旦从这些前体开始结晶,类似于冰0的结构很快将自己重新排列成更熟悉的冰I。

　　高级作者塔纳卡强调了这项研究的广泛影响,并指出,"关于水表面结晶机制的研究结果预计将对气候研究和粮食科学等各领域作出重大贡献,因为水的结晶作用至关重要。"

　　对冰的更详细的理解以及冰的形成如何能够提供对各种研究领域的宝贵洞察力。

　　这项工作在气象学中可能特别重要,例如,通过冰的0样先质形成的冰在像在云层中发现的那样的小液滴中可能产生更明显的影响。从食品科学到空调,了解冰在技术上也有好处。

　　更多信息:由在负压区形成的前体驱动的表面引起的水结晶,自然通讯(2024).