"Горячий лед": перспектива для биологии и медицины

Температура плавления льда принята за нуль в шкале Цельсия, как известно уже школьникам. Студентам-физикам известно, что на точку плавления влияет давление. Аспирант Гарвардского университета Александр Висснер-Гросс (Alexander Wissner-Gross) и профессор Эфтимиос Каксирас (Efthimios Kaxiras) теоретически показали, что лед может оставаться твердым вплоть до температуры 42 градуса Цельсия (при нормальном атмосферном давлении).

Для этого понадобится алмаз, покрытый атомами натрия. Если на подготовленную таким образом поверхность нанести слой воды, она будет при замерзании образовывать совсем иные кристаллические структуры, а не тетраэдическую, где каждая молекула воды находится на равном расстоянии от четырех других молекул (алмаз имеет аналогичную структуру).

Слой молекул воды, в котором можно наблюдать этот эффект, невелик, толщина его составляет всего лишь несколько молекул воды. Расчеты американских исследователей показали, что этот слой при комнатной температуре составляет 2,6 нм, а при температуре тела человека - 2,2 нм.

Это открытие, если его подтвердят экспериментально, будет иметь большое значение для развития медицинской техники. Врачи всё шире используют различные имплантаты, и алмазное покрытие представляется очень привлекательным вариантом из-за его прочности и инертности. Однако твердость алмаза является препятствием для широкого распространения этой методики - точной обработки поверхности достичь не удается, и твердые грани повреждают ткани и органы. Нанесение слоя воды толщиной в несколько молекул решает проблему - поверхность с дефектами становится гладкой, ямы и неровности заполняются льдом.

У нового покрытия возможен и ряд других применений, как в криобиологии, так и в других направлениях. Ученые рассчитывают, что экспериментальная проверка их вычислений будет завершена в следующем году, сообщает PhysOrg.