审阅:小文
在迪士尼动画电影《冰雪奇缘》中,女王艾莎具有“点水成冰”的魔法。她可以将水瞬间就转化为冰。众所周知,水结成冰需求温度到达零摄氏度以下,而要将水瞬间结成冰,那么就需求水在瞬间处于零摄氏度以下,就能结成冰,那么在实在的日子中,“点水成冰”的魔法能否成真呢?
即便将水放进冰箱的冷藏室中,水要结成冰也需求一段时刻,可是科学家曾做过一个试验,将一块冰放进零摄氏度以下的液态水中时,水的外表敏捷结成了冰,完成了“点水成冰”。很显然,这并不是一个魔法,那这究竟是怎样做到的呢?为了解开这个看似“魔法”的现象,人类用了整整一个世纪。
近来,中科院研讨团队在《天然》杂志上宣布了一篇论文,在研讨报告中指出,我国科学家们发下了水结成冰瞬间的要害进程,发现了“临界冰核”的存在,并破解了“临界冰核”与温度之间的联系。这是人类初次破解了水结成冰的改变进程。
假如想要破解水结成冰的进程并非易事,由于水冰转化的时刻是十分时刻短的,其过渡的一会儿时刻为纳秒,转化构成的临界冰核的体积也是以纳米作为单位的,因而捕捉这一会儿的难度十分高,这也是为何近百年来无人可以经过试验研讨水冰转化进程的原因。可是我国科学家为了可以破解这一会儿,特别发明晰特别的尺子——纳米尺。
纳米尺并不是平常所见的一把尺子,而是科学家规划了一系列尺度不等的纳米颗粒,用于模仿不同尺度的临界冰核,科学家们将不同尺度的纳米颗粒放入相同体积的、不同的水样品中,并调查纳米颗粒进入水样品时,水的结冰状况,当某尺度的纳米颗粒进入水样品时,水敏捷结冰,那么就可以得出,该纳米颗粒的尺度便是临界冰核的尺度。
科学家们经过比照不同尺度纳米颗粒在水中的结冰程度得出,只需在临界冰核的尺度大于某个特定值时,冰晶才干转化为冰核,然后构成临界冰核,尺度过小的纳米颗粒并不能构成临界冰核。
由此看来,动画电影中的“点水成冰”并不是虚有的魔法,只需液态水的温度低于零摄氏度,只需将一块冰放入水中,水就可以瞬间结冰,由于此刻的冰就相当于一块巨大的临界冰核,只需过冷的液态水触摸了临界冰核,那么“点水成冰”就完成了。