Калининградские ученые ответили на вопрос, как замерзает капля воды, с поверхности или изнутри

Выяснилось, что вода кристаллизуется от поверхности капли к середине, рассказала научный сотрудник научно-образовательного центра "Фундаментальная и прикладная фотоника. Нанофотоника".

В процессе исследования коллектив ученых использовал методы лазерной спектроскопии. Методику калининградские специалисты разработали самостоятельно, они же собрали установку для наблюдений.

Ученые добавляли в воду эозин, который является люминесцентным веществом. Он превращал поглощенную энергию в световое излучение, которое может увидеть человеческий глаз. Каплю воды с эозином замораживали потоком холодного газообразного азота, постоянно подсвечивая лазером. Процесс снимали на видеокамеру со скоростью 500 кадров в секунду.

Сначала визуализировалось светящееся "кольцо" по краю. Затем свечение распространилось на весь объем раствора воды и эозина. То есть процесс кристаллизации шел от поверхности к середине капли.

Ученые также исследовали процесс кристаллизации капель, содержащих наночастицы серебра. Он происходил в нелинейном режиме, что является поводом для новых исследований.

Ученые использовали детектор, который записывает спектры излучения с высокой скоростью. Они смогли зарегистрировать начальный момент замерзания, при котором свечение нарастало в течение четырех миллисекунд. Затем капля светилась примерно с одинаковой интенсивностью, постепенно затухая. Свечение прекращалось к моменту полного замерзания раствора.

Результаты наблюдений можно использовать в медицине, биологии, полиграфии, при изучении термодинамики различных аэрозолей и эмульсий.