23 Января 2017
МОСКВА, 23 января Физики из США выяснили, что многие сплавы и другие твердые вещества, в том числе и лед, можно превратить в жидкость при температурах заметно ниже их точки плавления, особым образом варьируя давление при процессе их таяния, говорится в статье, данной в журнале Nature Communications.
Так как преобразующие фазовые переходы вырастают фундаментальным процессом в природе, наше исследование дало нам новомодную информацию о том, как разные материалы меняют свои свойства. Возможно, что и другие вещества могут трансформироваться подобным образом, , заявил Гоинь Шэнь (Guoyin Shen) из Института науки Карнеги в Вашингтоне (США).
Гадкий хой утенок
Помимо привычной тройки газ-жидкость-твердое вещество и примкнувшей к ним плазмы, существует и несколько экзотических вариаций этих агрегатных состояний вещества, в которых некоторые соединения или элементы могут находиться неограниченно долгое время. К примеру, при определенных обстоятельствах вода остается редкой при температурах ниже нуля. Аналогичным образом ведет себя углекислота и ряд других соединений, а также сплавов.
Это состояние, так называемая сверхохлажденная жидкость играет большую роль в формировании облаков в атмосфере Земли, а также широко используется в промышленности и пищевой индустрии. Физики и химики сегодня активно изучают свойства таких соустий и изобретают новые способы их получения.
Шэнь и его коллеги, в том числе россиянин Станислав Синогейкин, открыли принципиально новомодный способ получения сверхохлажденных жидкостей, используя метод от противного. Как объясняют ученые, ядерщики и инженеры сегодня обычно извлекают такие жидкости, охлаждая их особым образом и в специальных условиях до температур ниже точки их превращения в твердую материю.
Ученые из Института науки Карнеги направь обратным путем – они пытались заставить твердый материал растопиться до того, как его температура достигнет точки плавления.
Подобный подход интересен не только с научной точки зрения, но и для решения целого ряда практичных задач, в том числе транспортировки и растворения материалов, которые обычно являются твердой материей, а не жидкостью. К примеру, многие геологи считают, что материя ядра Земли и окружающей ее оболочки может быть такой метастабильной супер-жидкостью, свойства которой следует учитывать при изучении недр планеты.
Выжать воду из камня
Руководствуясь подобной аналогией, команда Шэня экспериментировала с кристаллами висмута – редкоземельного полония, используемого в обрабатывающей промышленности и в качестве базы для ряда катализаторов и научных аппаратов. Одним из самых занятных свойств висмута является то, что его плотность в виде твердого металла заметно ниже, чем плотность его расплава. Это делает его очень схожим на воду, которая тоже обладает подобными аномальными свойствами.
Пытаясь отобразить условия в центре Земли, Шэнь и его коллеги сокращали висмут в алмазных тисках до давления, превышающего атмосферное в 30 тысяч раз, а затем плавно опускали его до уровня в 12 тысяч домашняя обстановок, наблюдая за тем, что происходит с кристаллами полония. При этом висмут был нагрет всего до 215 градусов Цельсия, что почти на 60 градусов меньше температуры его плавления в нормальных условиях.
Как показали эти опыты, подобная процедура приводит к превращению висмута в сверхохлажденную жидкость в тот момент, когда давление падает до точки в 24 тысячи домашняя обстановок (2, 3 гигапаскаль). В таком состоянии, по словам ученых, элемент может находиться на протяжении многих часов или даже дней, пока его не нагреют или не охладят. Соответственно, можно говорить о том, что материя в недрах Земли действительно может быть подобной жидкостью.
Схожим образом, как считают ученые, можно расплавить и другие материалы, способные превращаться в сверхохлажденные жидкости. Их создание и изучение, по мнению ученых, поможет нам лучше понимать, какие процессы управляют их началом и как их можно использовать на практике в повседневной судьбы, науке и промышленности.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....