Bilim adamları buzun sınırlarını araştırıyor
Mümkün olan en küçük buz parçacığı ne kadar küçüktür? Dergide yayınlanan yeni NSF tarafından finanse edilen araştırmaya göre Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı, buzun oluşabileceği en küçük su damlacığı sadece 90 su molekülü büyüklüğündedir – en küçük virüsün onda biri büyüklüğündedir. Bu küçük ölçeklerde, göre Utah Üniversitesi kimyager ve çalışmanın ortak yazarı Valeria Molinero, buz ve su arasındaki geçiş biraz bulanıklaşıyor.
Bu geçiş, yaşamın yaşayabilirliğini düzenlerken iklim üzerinde benzersiz etkilere sahip olduğu gezegenimizdeki fazlar (katı, sıvı ve gazlar) arasındaki en önemli dönüşümlerden biridir. Buz oluşumuna yol açan koşulları anlamak, çevre ve yer bilimleri, fizik, kimya, biyoloji ve mühendislik alanlarında aktif bir arayıştır.
Buz, Dünya’da neredeyse yalnızca “buz I” olarak bilinen oldukça düzenli altıgen kristal yapıda bulunur. Atmosferimizde, küçük su kümeleri oluşur ve daha sonra donarak daha büyük kristaller ve sonunda bulutlar oluşturur. Bununla birlikte, rekabet halindeki termodinamik etkiler nedeniyle, belirli bir çapın altında bu su kümeleri kararlı buz I oluşturamaz. Buz I oluşturabilen su kümelerinin boyut aralığı yıllardır araştırılmaktadır ve en son tahminler, aralığı 90’a kadar daraltmaktadır. su molekülleri 400 kadar yüksek.
Yeni çalışmada, Utah Üniversitesi, California Üniversitesi, San Diego, Universität Göttingen, Göttingen’deki Max Planck Güneş Sistemi Araştırma ve Dinamikleri ve Kendi Kendine Organizasyon Enstitüleri’ndeki araştırmacılar, simülasyon ve deneydeki son gelişmeleri çözmek için birleştiriyor. nanometre boyutlu kümelerde buz-sıvı geçişine etki eden kısıtlamalar arasındaki etkileşim.
NSF’nin Kimya Bölümü’nde program direktörü Anne-Marie Schmoltner, “Bu araştırma, su kadar tanıdık bir maddeye ilişkin temel bilgiler sağlıyor” diyor. “Gelişmiş bilgisayar modelleriyle, çok çok küçük bir damlacıktaki her bir su molekülüne ne olduğunu anlayabiliriz.”
Araştırma finanse edilen destekleyen bir NSF ödülü aracılığıyla İklim ve Çevre Üzerindeki Aerosol Etkileri Merkezi.