24 октября, 2022 
AdminGWP 
Рoссийскиe учёныe с пoмoщью кoмпьютeрныx мoдeлeй пeрвыми смoгли прoнaблюдaть прoцeсс прeврaщeния oднoй фaзы aмoрфнoгo льдa в другую. Пo слoвaм aвтoрoв, рaбoтa пoмoжeт прoдвинуть исслeдoвaния в сфeрe криoники — сoxрaнeния ткaнeй посредством глубoкoгo oxлaждeния. В oтличиe oт знaкoмoгo всeм кристaлличeскoгo льдa, бесформенный лёд имеет твёрдую структуру, а лишён кристаллической решётки. Такое сословие вода может улавливать при особых условиях; т. е. правило, такие конституция встречаются в космосе. Выключая того, учёным посчастливилось изучить воду, охлаждённую вверх температуры замерзания, же не превратившуюся в сало.
Учёные из Московского физико-технического института (МФТИ) исследовали спор перехода воды в особое состояньице аморфного льда. Отворение. Ant. закрытие параметров, при которых водыка может принимать аморфную форму, сподручно помочь исследованиям в области крионики — слог идёт о сохранении посредством замораживания тканей, жидкостей и зародышей различных организмов. Об этом RT сообщили в давило-службе Минобрнауки. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.
Авторы работы напоминают, как будто вода может отодвигаться множество различных состояний. (на)столь(ко), известно не не в такой мере 19 фаз кристаллического льда, а в свой черед две основные конституция аморфного твёрдого льда, в которых молекулы приставки не- выстраиваются в упорядоченную кристаллическую решётку. Аморфные состояния воды различаются плотностью — известный аморфный лёд высокой и низкой плотности. Окончательный практически не встречается получай Земле, но распространён в космосе.
Уже уже проводились лабораторные эксперименты в соответствии с получению аморфного льда — позднее физикам удалось скопить данные о том, точно модуль упругости (талантливость какого-либо твёрдого тела эластично деформироваться в условиях приложения к нему силы. — RT) воды меняется в зависимости через давления и температуры. Да механизм перехода промежду двумя аморфными твёрдыми состояниями воды остаётся непонятным сделано несколько десятилетий.
Виа учёных из МФТИ изучил фазисный переход между двумя состояниями аморфного твёрдого льда с через молекулярно-динамической модели, включающей через 3 до 78 тыс. молекул воды, и новейших технологий суперкомпьютерных вычислений.
Отмечается, словно размер рассмотренных моделей вопрос жизни и смерти больше тех, которые использовались в подобных исследованиях по-старому. Как правило, ажно в самых последних работах численные модели ограничиваются несколькими тысячами атомов.
Равно как пояснили авторы исследования, фазочувствительный переход происходит порядком образования включений-зародышей, которые могут принадлежать, к примеру, из хоть 500 атомов. И разве что вся система насчитывает токмо несколько тысяч атомов, так смоделировать процесс роста зародышей новой фазы каверзно. Это становится реальной задачей, лишь только если наблюдение положено по штату за десятками тысяч атомов.
«Знакомые пользу кого каждого фазовые переходы воды — сие испарение, конденсация, купеляция, кристаллизация. Это в таком случае, что мы знаем в быту. Наш брат же изучили проход от одной аморфной фазы к новый — такой откочевка возможен, хотя тот и другой состояния схожи. Да мы с тобой первые, кто с через моделей увидел, сиречь зародыши атомов аморфного льда низкой и высокой плотности образуются, растут и переходят с одного состояния в другое», — пояснил в беседе с RT Ладя Стегайлов, заведующий отделом многомасштабного суперкомпьютерного моделирования ОИВТ РАН, завклубом лабораторией суперкомпьютерных методов в физике конденсированного состояния МФТИ и руководящий научный сотрудник международной лаборатории суперкомпьютерного атомистического моделирования и многомасштабного анализа ВШЭ.
Возле построении модели специалисты равным образом изучили, каким образом происходит скачок от сильно охлаждённой воды к аморфному твёрдому льду. Своё забота они уделили загадочной области, получившей заглавие no man’s land (недоступная арктогея). Именно в этой области расположена вторая критическая пиксел воды, в которой начинается предполагаемый трансформация между двумя фазами жидкой воды, грудь в грудь связанными с аморфными твёрдыми льдами низкой и высокой плотности. После словам учёных, эту поле практически невозможно изучить экспериментальными методами, неведомо зачем как кристаллизация переохлаждённой воды (охлаждённой поперед температуры ниже температуры кристаллизации. — RT) происходит утилитарно мгновенно. Поэтому учёные отнюдь не могут изучить свойства жидкой воды в таких условиях.
«Вторая критическая надир воды находится равно как раз в той области, идеже экспериментаторы не могут перелопачивать жидкую воду. А в моделях, при случае мы описываем работа перехода воды численным образом, решаем уравнения движения отдельных атомов, пропахать этот процесс становится пожалуй что», — отметил Вадя Стегайлов.
По словам учёных, дальнейшее поиски перехода воды в имущество аморфных льдов и рекогносцировка их плотности могут приблизить науку к открытию новых способов сохранения тканей с через глубокого охлаждения. Мастерство в том, что в большинстве случаев при заморозке агиасма, находящаяся в клетках, превращается в кристалличный лёд, который повреждает клеточные структуры. С тем клетка могла возвратить к жизни после заморозки, ничего не попишешь, чтобы вода в клетке далеко не кристаллизовалась, а осталась в аморфной фазе.
Опубликовано в рубрике