Ученые создали квадратный лед с помощью графена

Британские, немецкие и китайские физики создали «квадратный лед», молекулы воды в котором уложены в правильную решетку. Об этом со ссылкой на журнал Nature сообщает Science News.

При замерзании вода превращается в лед с самой разной структурой: например, снежинки растут из шестиугольных кристаллов льда. Однако в своем эксперименте открыватель графена Андрей Гейм и его манчестерские коллеги капнули микролитром воды на лист материала, а затем прижали тот сверху вторым графеновым листом, зажав воду в своего рода сэндвич.

При дальнейшем сжатии (силы Ван дер Ваальса притягивают атомы углерода в графене) вода начала испаряться. Когда расстояние между слоями дошло до одного нанометра, в сэндвиче образовались кармашки с «квадратным» льдом: правильной решеткой молекул, расстояние между которыми составляет примерно 2,83 ангстрема.

Такую форму определила геометрия атомов: в микроскопических каплях на слое графена все атомы лежат в одной плоскости, с прямым углом у каждой связи кислорода с водородом. Несколько таких слоев лежат друг на друге.

Кристаллы распадались и снова складывались с интервалом в четыре минуты, однако лед сохранял свою структуру. Ученые засняли этот процесс на видео, с помощью электронного микроскопа высокого разрешения. Результаты этого эксперимента могут помочь в изучении того, как вода ведет себя в узких каналах (например, в углеродных нанотрубках или мембранах клеток).