به گزارش ثریا - معمایی علمی که بیش از ۱۶۶ سال ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده بود، سرانجام پاسخی قانع‌کننده پیدا کرده است. این معما به پدیده‌ای عجیب اما بسیار مهم به نام «پیش‌ذوب» مربوط می‌شود؛ پدیده‌ای که توضیح می‌دهد چرا سطح یخ، حتی در دماهایی پایین‌تر از نقطهٔ انجماد، کاملاً خشک و جامد نیست و می‌تواند با لایه‌ای بسیار نازک و نامرئی از ماده‌ای شبیه به مایع پوشیده شود.
به گزارش زومیت، آب در شرایط مختلف می‌تواند در دمای بسیار پایین‌تر از صفر درجه سانتی‌گراد مایع باقی بماند، اما یکی از شگفت‌انگیزترین این حالت‌ها، وجود همین لایه نازک روی یخ است. دانشمندان از سال ۱۸۵۹ به این موضوع پی برده بودند، اما توضیحات کامل و قطعی برای آن ارائه نشده بود.
مایکل فارادی، دانشمند بزرگ قرن نوزدهم که بیشتر به‌دلیل پژوهش‌هایش در زمینه برق و نور شناخته می‌شود، در سال ۱۸۴۲ متوجه شد سطح یخ می‌تواند حتی در دماهای زیر صفر یک لایه نازک آب داشته باشد و ۱۷ سال بعد نتایج خود را منتشر کرد.
دانشمندان معمای پیش‌ذوب یخ را با شناسایی یک لایه آمورف جدید که مولکول‌های آن بی‌نظم اما جامدگونه هستند، توضیح دادند
فارادی مشاهده کرد که این لایه نازک می‌تواند بلوک‌های جداگانه‌ی یخ را به هم بچسباند و به همین دلیل است که گلوله‌های برف بدون خردشدن به هم می‌چسبند. فارادی این پدیده را «پیش‌ذوب» نامید که کمی گمراه‌کننده است؛ زیرا این لایه حتی بدون ذوب‌شدن کل یخ شکل می‌گیرد، اما اصطلاح پیش‌ذوب ماندگار شد و امروزه دانشمندان مشاهده کرده‌اند که چنین رفتاری در کریستال‌های دیگر نیز رخ می‌دهد.
فیزیکدان‌ها با روش‌های مختلف وجود این لایه نازک بین یخ و هوا را تأیید کرده‌اند، اما هچ‌کس هیچ توضیح کاملی که برای همه پذیرفتنی باشد، ارائه نداده بود. اکنون یک تیم تحقیقاتی عمدتاً از دانشگاه پکن موفق شده است مرحله جدیدی از این پدیده را کشف کند. آن‌ها یک لایه اضافی را شناسایی کرده‌اند که حتی در دمای پایین منفی ۱۵۳ درجه سانتی‌گراد شکل می‌گیرد.
فارادی لایه مشاهده‌شده را مایع می‌دانست، اما اکنون آن را نیمه‌مایع (quasiliquid) می‌نامند. کشف جدید لایه یخ آمورف (Amorphous Ice Layer یا AIL) است؛ یعنی مولکول‌های آن مانند مایع حرکت نمی‌کنند، اما ساختار منظم یک کریستال را نیز ندارند.
پژوهشگران برای دیدن لایه پیش‌ذوب، از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) استفاده کردند تا تصویر سطح یخ را با دقت اتمی ببینند. از آنجایی که مشاهده مستقیم چینش مولکول‌ها در این لایه سخت بود، آن‌ها از یادگیری ماشین کمک گرفتند تا ساختار واقعی سه‌بعدی لایه‌ی آمورف را بازسازی کنند. ترکیب این دو روش، دیدی بسیار دقیق از چینش مولکول‌ها فراهم کرد.
محققان توضیح می‌دهند که در دمای منفی ۱۵۲ درجه سانتی‌گراد، بی‌نظمی پروتون‌ها در سطح و مرزهای بین بخش‌های کوچک یخ باعث ایجاد خلأ و کاهش قدرت پیوند بین مولکول‌ها می‌شود. این ضعف باعث می‌شود ساختار کریستالی به هم بریزد و بخش کوچکی از کریستال به لایه آمورف تبدیل شود.
پژوهشگران در مقاله خود توضیح می‌دهند که هرچند این مطالعه به یخ اختصاص دارد، روش پیشنهادی می‌تواند برای بسیاری از نانوساختارها و سطوح بی‌نظم دیگر نیز کاربرد داشته باشد. بااین‌حال، آن‌ها یادآوری می‌کنند که نقص‌های عمیق‌تر در ساختار یخ نیز اهمیت دارند و روش‌های مورد استفاده توانایی بررسی آن‌ها را ندارد.
پدیده پیش‌ذوب یکی از دلایلی است که باعث می‌شود دانه‌های برف گاهی به‌جای شش‌ضلعی، شکل مثلثی داشته باشند؛ اما این پدیده صرفاً کنجکاوی علمی نیست. پیش‌ذوب‌شدن در شکل‌گیری ابرها نقش دارد و یکی از چند توضیح رقیب برای این موضوع است که چرا می‌توان روی یخ اسکیت کرد. نویسندگان مقاله همچنین معتقدند پیش‌ذوب برای نگه‌داری مواد در حالت منجمد اهمیت دارد که به‌احتمال زیاد شامل اندام‌ها و بافت‌های مورد استفاده در پیوند نیز می‌شود.
فارادی همیشه به پدیده‌های بالقوه کاربردی علاقه داشت، اما درک پدیده پیش‌ذوب زمان زیادی برد. دلیل این تاخیر، سختی مطالعه ساختارهای سطحی بوده است؛ زیرا این سطوح با روش‌های معمول کریستالوگرافی قابل بررسی نیستند.
حتی با استفاده از تکنیک‌های مدرن مانند پراش الکترون کم‌انرژی، هنوز محدودیت‌هایی وجود دارد: این روش‌ها نمی‌توانند جزئیات دقیق ساختار یخ را به خوبی نشان دهند و معمولاً نتایج را میانگین می‌کنند (یعنی روش اندازه‌گیری به جای نمایش دقیق جزئیات هر نقطه از نمونه، یک تصویر کلی و متوسط از همه بخش‌ها ارائه می‌دهد). به همین دلیل، بسیاری از پرسش‌ها و ابهامات درباره سطح یخ هنوز بی‌پاسخ مانده بود.
منبع : یخ
نتایج نهایی پذیرش در پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی اعلام شد
صدور حکم بدوی برای ۳۰ پرونده انضباطی دانشجویان؛ حکم اخراجی نداشتیم
وام دستیاری برای متاهلین و مجردین ۴۰ و ۳۰ میلیون تعیین شد
جدیدترین آمار انتخاب رشته در کنکور ۱۴۰۵؛ فردا آخرین فرصت انتخاب رشته
افزایش چشمگیر کاربران وفادار به سکوهای ایرانی؛ خدمات سکوها پایدار شد
ترکیه دسترسی کودکان زیر ۱۵ سال به شبکه‌های اجتماعی را ممنوع کرد
آغاز آنلاین مشاوره و آموزش سلامت روان؛ خدمات سلامت روان با زبان نسل زد
شیوه جدید پذیرش دانشجو در دوره های «هم‌آموز» کلید خورد
تأکید بر توسعه بازرسی‌های پیشگیرانه و داده‌محور در وزارت ارتباطات
مجلات نمایه‌شده SCIE و ESCI در ارزشیابی مقالات دارای اعتبار ISI هستند
اختصاص بورس نخبگان دانشگاه تهران به رتبه های زیر ۱۰۰ در کنکور
تعلیق برنامه گرین‌کارت مایکروسافت
ساعت ۱۲ امشب آخرین مهلت انتخاب رشته در کنکور سراسری سال ۱۴۰۵
مهلت ثبت‌نام آزمون وکالت مرکز وکلای قوه قضائیه مجدد تمدید شد
تمدید مهلت انتخاب رشته آزمون های سراسری و پذیرش دانشجو معلم تا ۱۹ مهر
مخاطرات ورود هوش مصنوعی به کلاس‌های درس
اوپن ای آی میزان استفاده روزانه نوجوانان از چت بات را اعلام کرد
بخشنامه و ضوابط جامع فعالیت مؤسسات جذب دانشجویان بین‌الملل ابلاغ شد
رشته‌محل‌های جدید و اصلاحات دفترچه انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد
شرایط خوابگاهی دانشگاه‌های کشور برای داوطلبان کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد
تحلیل وزیر آموزش و پرورش از نقش فراجا در تأمین امنیت کشور
مجتبی جباری به «هم‌کلام» می‌آید
اختتامیه رویداد ملی «همچو سرو» برگزار شد
«پپا»، همراه کوچک کودکان در یک روز پرماجرا
روایت ۸۰ روز زندگی یک خبرنگار در دل جنگ غزه، منتشر شد
وقتی صدای جمع، صدای عقل را خاموش می‌کند
برگزاری نشست تخصصی «مبانی الهیاتی و اجتماعی جان‌فدا» در تهران
کاظمی:تعطیلی احتمالی مدارس بر اساس شرایط هر منطقه تعیین می‌شود
مشاوران مبعوث؛ پیشگامان هدایت آگاهانه و انتخاب رشته کنکور
آرشیو الکترونیکی ۲۱ هزار عنوان کتاب درسی از سال ۱۳۳۰
آموزش قرآن در برنامه‌درسی ملی باید مورد توجه قرار گیرد
چهار فضانورد اسپیس ایکس به زمین باز می‌گردند
برندگان نوبل شیمی معرفی شدند
آیا الگوریتمها شخصیت مارا می‌سازند؟
تحلیلی بر مناسبات فقه و تاریخ دوره نبوی
گفتن حقیقت درباره صاحبان قدرت، چه از سوی حوزه و چه قضا، هزینه دارد
بخل از کجا می‌آید؟؛ گنجی که صاحبش را نگهبان ترس می‌کند
«حیوانات» بن افلک بدترین نقدها را گرفت؛ فاجعه بود!
چین و عربستان هم آمدند؛ ۹۸ کشور در رقابت بهترین فیلم بین‌المللی اسکار
غزل شاکری و سیامک صفری به تالار وحدت می‌آیند؛ اجرای اقتباسی از «ویتسک»
داریوش عیاری فیلمبردار سینما درگذشت
حمایت بانک‌ها از ۴ دانشگاه آسیب دیده از جنگ کلید خورد
ساخت چندین ماهواره سنجشی ایران با دقت تصویربرداری یک متر
نوبل فیزیک به «پیام‌های شبح‌وار از فضا» رسید
آرای نهایی ۱۴ پرونده انضباطی دانشجویان مرتبط با حوادث دی‌ماه صادر شد
تصویب صندوق عدالت آموزشی برای حمایت از دانش‌آموزان مناطق محروم
دانشجویان دانشگاه هنر نقوش ایرانی را در طراحی پوشاک به‌کار گرفتند
آغاز اجرای طرح «ردا کارت» دانشجویی در ۲۰ دانشگاه کشور طی ۱۰ روز آینده
مدیر ناسا: یوفوها می‌توانند یک «لحظه اسپوتنیک» باشند
«کامپیوتر شریف» انتخاب اول برترین رتبه های ریاضی کنکور ۱۴۰۵
واتس‌اپ ورود کاربران با سیستم‌عامل قدیمی را مسدود می‌کند
کشف سیاره ای که از خاکستر ستاره اش متولد شد
اوپن ای آی ویکی مدیا را هم هک کرد
رتبه ۶ کنکور: جنگ را مدیریت کردم، نه اینکه تسلیمش شوم
وزیر آموزش و پرورش: معیشت معلمان را جدی پیگیری می‌کنیم
ارتقای کیفیت آموزشی اولویت مدارس غیردولتی است
توزیع ۷۶۵ میلیارد تومان تجهیزات ورزشی در ۶۲ هزار مدرسه
قهرمانی دانش‌آموزان ایرانی در مالزی؛ سه سکوی نخست برای ایران
سرپرست صندوق ذخیره فرهنگیان منصوب شد
وزیر آموزش و پرورش وارد لامرد شد
کاظمی: ظرفیت‌های آموزشی ایران و عراق باید بیش از گذشته توسعه یابد
حضور ۸۹ دانشگاه ایرانی در رتبه بندی دانشگاه‌های جهان تایمز ۲۰۲۷
برندگان نوبل پزشکی ۲۰۲۶ معرفی شدند؛ کنترل سلول‌های عصبی با نور
اسپانیا و پرتغال مقصد جدید اعضای هیئت علمی برای فرصت مطالعاتی
توافق مجلس و شورای عالی انقلاب فرهنگی برای بررسی سهمیه‌های کنکور
ثبت نام در رشته‌های بدون آزمون کنکور ۱۴۰۵ آغاز شد
دیار: نخستین همکاری شهرام ناظری و تهمورس پورناظری
تام کروز شکست فیلمش را نپذیرفت
دیوارنگاره میدان جهاد به رنگ پایتخت درآمد
علت لغو کنسرت علیرضا قربانی در شاندیز چه بود؟
پیشنهاد برای ساخت فصل دوم سریال «اکسیر»؛ بازخورد خوبی گرفتیم
کمک اربعین به بازتولید حافظه تاریخی مقاومت و سرمایه اجتماعی فراملیتی
ضرورت انتقال پژوهش‌های علمی هیئات از دانشگاه به هیئت
دوازدهمین شماره «خردورزی» با پرونده‌ای درباره نسل نو منتشر شد
جستارهایی در فلسفه علوم حکمی کتاب شد
آغاز انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵؛ لزوم دریافت رسید انتخاب رشته
شانس‌های جایزه نوبل فیزیک کدامند؟
مطالبات دانشجویان دانشگاه الزهرا(س) در نشست با مسئولان بررسی شد
هوش مصنوعی کسب وکار یابندگان باگ های نرم افزاری را کساد کرد
وجه مغفول شخصیت شهید سید حسن نصرالله امامت اوست
ثبت نام در رشته‌های بدون آزمون کنکور ۱۴۰۵ آغاز شد
گامی تازه در توسعه آموزش بین‌المللی؛ مجتمع آموزشی بین‌المللی حکیم با افتتاح ساختمان جدید به ۷ شعبه رسید
حضور ۸۹ دانشگاه ایرانی در رتبه بندی دانشگاه‌های جهان تایمز ۲۰۲۷
آرای نهایی ۱۴ پرونده انضباطی دانشجویان مرتبط با حوادث دی‌ماه صادر شد
آغاز اجرای طرح «ردا کارت» دانشجویی در ۲۰ دانشگاه کشور طی ۱۰ روز آینده
دیار: نخستین همکاری شهرام ناظری و تهمورس پورناظری
اسپانیا و پرتغال مقصد جدید اعضای هیئت علمی برای فرصت مطالعاتی
رشته‌محل‌های جدید و اصلاحات دفترچه انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد
آغاز انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵؛ لزوم دریافت رسید انتخاب رشته
توزیع ۷۶۵ میلیارد تومان تجهیزات ورزشی در ۶۲ هزار مدرسه
پیشنهاد برای ساخت فصل دوم سریال «اکسیر»؛ بازخورد خوبی گرفتیم
نوبل فیزیک به «پیام‌های شبح‌وار از فضا» رسید
توافق مجلس و شورای عالی انقلاب فرهنگی برای بررسی سهمیه‌های کنکور
سید حسن نصرالله رهبران جنبش‌های آزادی‌بخش را تحت‌تأثیر قرار داد
کمک اربعین به بازتولید حافظه تاریخی مقاومت و سرمایه اجتماعی فراملیتی
مهلت ثبت‌نام آزمون وکالت مرکز وکلای قوه قضائیه مجدد تمدید شد
دیوارنگاره میدان جهاد به رنگ پایتخت درآمد
ساخت چندین ماهواره سنجشی ایران با دقت تصویربرداری یک متر
دانشجویان دانشگاه هنر نقوش ایرانی را در طراحی پوشاک به‌کار گرفتند
علت لغو کنسرت علیرضا قربانی در شاندیز چه بود؟
حمایت بانک‌ها از ۴ دانشگاه آسیب دیده از جنگ کلید خورد
قهرمانی دانش‌آموزان ایرانی در مالزی؛ سه سکوی نخست برای ایران
برندگان نوبل پزشکی ۲۰۲۶ معرفی شدند؛ کنترل سلول‌های عصبی با نور
هوش مصنوعی کسب وکار یابندگان باگ های نرم افزاری را کساد کرد
جستارهایی در فلسفه علوم حکمی کتاب شد
وزیر آموزش و پرورش: معیشت معلمان را جدی پیگیری می‌کنیم
مطالبات دانشجویان دانشگاه الزهرا(س) در نشست با مسئولان بررسی شد
دوازدهمین شماره «خردورزی» با پرونده‌ای درباره نسل نو منتشر شد
وجه مغفول شخصیت شهید سید حسن نصرالله امامت اوست
آمادگی ۴۰ کشور برای حضور در مسابقات بین‌المللی قرآن
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.