水的凝固點是0℃，但是如果你在混合中加入一些創造性的科學呢？瑞士的研究人員已經找到了一種方法，可以將水的溫度降低到非常低的零下263°C（零下441.4°F），但不會使水結冰。這為研究極端溫度下的分子結構提供了一些有趣的可能性。
當水冷卻到0℃時水會凝固成冰，表面上的分子開始結晶並變成冰，冰擴散到附近的分子並持續直到整個水體凍結成固體。在這種形式中，水分子以3D晶格結構組織，這與常規水分子的無組織狀態非常不同。
那麼，如果水可以冷卻到冰點以下，而不會形成冰冷的晶體，這如何使其具有這種堅固性呢？蘇黎世聯邦理工學院和蘇黎世大學的物理學家和化學家們已經找到了一種新的方法，它以一種新的生物物質為中心，他們稱之為脂質中間相。其中的分子與天然脂肪分子或脂質的行為方式大致相同，並且會將其自身聚集並自組裝成膜。
然後這些膜形成一個小於一奈米的微觀通道網路，不幸的是，對於可能的冰晶，它們根本沒有形成它們的空間。這意味著當水被新增到結構中時，即使冷卻到極端溫度，它仍然處於無序、流動的狀態。
為了更加深入瞭解，研究人員採取了一些液態氦並將它們的脂質中間相結構冷卻到-263°C的低溫，他們注意到沒有出現冰晶跡象。這不僅僅是一個很酷的科學實驗，因為它可以幫助我們在如此極端的溫度下獲得對物質行為的新認識。
“在正常的冷凍過程中，當冰晶形成時，它們通常會損壞和破壞膜和關鍵的大型生物分子，這阻礙了我們在與脂質膜相互作用時確定其結構和功能，”蘇黎世聯邦理工學院食品與柔性材料實驗室的Raffaele Mezzenga教授解釋道。
這種工作為尋求以不同方式理解天然分子的結構和功能的其他研究人員開闢了重要的可能性。它還可以用於防止水結冰的場景中，以機場跑道為例。
“但我們的工作並非針對異乎尋常的應用，”Mezzenga說。“我們的主要重點是為研究人員提供一種新工具，以促進低溫下分子結構的研究，不含冰干擾晶體，最終了解生命的兩個主要組成部分，即水和脂質，在極端溫度條件下如何相互作用。”
該研究發表在《自然·奈米技術》雜誌上。
水的凝固點是0℃，但是如果你在混合中加入一些創造性的科學呢？瑞士的研究人員已經找到了一種方法，可以將水的溫度降低到非常低的零下263°C（零下441.4°F），但不會使水結冰。這為研究極端溫度下的分子結構提供了一些有趣的可能性。
當水冷卻到0℃時水會凝固成冰，表面上的分子開始結晶並變成冰，冰擴散到附近的分子並持續直到整個水體凍結成固體。在這種形式中，水分子以3D晶格結構組織，這與常規水分子的無組織狀態非常不同。
那麼，如果水可以冷卻到冰點以下，而不會形成冰冷的晶體，這如何使其具有這種堅固性呢？蘇黎世聯邦理工學院和蘇黎世大學的物理學家和化學家們已經找到了一種新的方法，它以一種新的生物物質為中心，他們稱之為脂質中間相。其中的分子與天然脂肪分子或脂質的行為方式大致相同，並且會將其自身聚集並自組裝成膜。
然後這些膜形成一個小於一奈米的微觀通道網路，不幸的是，對於可能的冰晶，它們根本沒有形成它們的空間。這意味著當水被新增到結構中時，即使冷卻到極端溫度，它仍然處於無序、流動的狀態。
為了更加深入瞭解，研究人員採取了一些液態氦並將它們的脂質中間相結構冷卻到-263°C的低溫，他們注意到沒有出現冰晶跡象。這不僅僅是一個很酷的科學實驗，因為它可以幫助我們在如此極端的溫度下獲得對物質行為的新認識。
“在正常的冷凍過程中，當冰晶形成時，它們通常會損壞和破壞膜和關鍵的大型生物分子，這阻礙了我們在與脂質膜相互作用時確定其結構和功能，”蘇黎世聯邦理工學院食品與柔性材料實驗室的Raffaele Mezzenga教授解釋道。
這種工作為尋求以不同方式理解天然分子的結構和功能的其他研究人員開闢了重要的可能性。它還可以用於防止水結冰的場景中，以機場跑道為例。
“但我們的工作並非針對異乎尋常的應用，”Mezzenga說。“我們的主要重點是為研究人員提供一種新工具，以促進低溫下分子結構的研究，不含冰干擾晶體，最終了解生命的兩個主要組成部分，即水和脂質，在極端溫度條件下如何相互作用。”
該研究發表在《自然·奈米技術》雜誌上。