Ett team av forskare från Swiss Federal Institute of Technology (ETH) och universitetet i Zürich har hittat ett nytt sätt att förhindra att vatten börjar förvandlas till iskristaller även vid mycket låga temperaturer. Under experimenten som utfördes av dessa forskare fortsatte vattenstrukturen att motsvara vätskefasen även vid en temperatur av -263 grader Celsius.
Och, som ofta är fallet inom vetenskapen, blev upptäckten av "frysande vatten" en sidoupptäckt när forskare var engagerade i syntesen av en ny klass av lipidämnen för att skapa en syntetisk form av biologiskt material som kallas lipidmesofas.
Under syntesen av ett nytt material bildade lipider genom en självmonteringsprocess membran som visade egenskaperna hos stora och tjocka molekyler. Ett helt nätverk av tunnare kanaler, mindre än en nanometer i diameter, bildades i dessa membran. Vattnet som fyllde dessa kanaler hade helt enkelt inte tillräckligt med utrymme för att bilda iskristaller när temperaturen sjönk.
Forskarna använde flytande helium för att kyla lipidmesofaset till -263 grader Celsius, bara tio grader över absolut noll. Och även under sådana förhållanden förvandlades vattnet inuti lipidmembranets kanaler inte till is utan förblev i flytande tillstånd.
Forskarnas huvudintresse för dessa studier var förhållandet mellan vatten och lipider i lipidmesofasmaterialet, vilket bestämmer några av de fantastiska egenskaperna hos ett sådant material. Det visade sig att om blandningen innehåller 12 procent vatten så kommer mesofasstrukturen att förvandlas från kubik till flagnig vid -15 grader Celsius.
Lipidmembranen som forskarna har syntetiserat är kopior av cellmembranen för vissa typer av bakterier, som tack vare dessa membran kan överleva i mycket kalla miljöer. Och ett nytt mjukt syntetiskt material, som skapades av forskare, kan användas i de fall det är nödvändigt att förhindra processen med att frysa vatten vid låga temperaturer.