Физики визуализировали атомную структуру двумерного льда

Образование и рост слоёв водяного льда на поверхностях и в замкнутом пространстве долгое время не давало покоя физикам и химикам. В новом исследовании учёные получили первую в мире визуализацию атомной структуры двумерного льда.

В своей статье международная команда учёных описывает первую в мире визуализацию атомной структуры двумерного льда в процессе его формирования. В прошлых исследованиях учёные использовали вычислительные методы и моделирование чтобы показать, что лёд формируется по-разному в зависимости от того, отталкивает ли поверхность воду или притягивает её, а также от структуры этой поверхности. В новой работе учёные стремились проверить это моделирование в реальном мире, получив изображения двумерного льда с помощью сверхмощной атомно-силовой микроскопии, которая использует механический зонд, чтобы «почувствовать» рассматриваемый материал. Атомно-силовая микроскопия позволила учёным различать даже нестабильные промежуточные структуры, которые возникли во время процедуры образования льда.

Открытие, сделанное с помощью компьютерного моделирования, может предложить способы конструирования материалов, которые делают удаление льда более простым и менее затратным процессом. Своевременное удаление льда очень важно, когда речь идёт о таких вещах, как ветряные турбины, которые не могут функционировать, когда они покрыты льдом. По словам учёных, понимание взаимодействия воды с поверхностями поможет в разработке новых материалов.

Фото: University of Pennsylvania