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
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
آمادگی ۴۰ کشور برای حضور در مسابقات بین‌المللی قرآن
سید حسن نصرالله رهبران جنبش‌های آزادی‌بخش را تحت‌تأثیر قرار داد
تمدید مهلت ثبت‌نام دومین آزمون بسندگی زبان فارسی ویژه دانشجویان خارجی
اسامی معرفی‌شدگان رشته‌های خاص آزمون کاردانی به کارشناسی اعلام شد
تفاهم‌نامه چهارجانبه طرح رداکارت دانشجویان فردا ۱۴ مهر امضاء می‌شود
گامی تازه در توسعه آموزش بین‌المللی؛ مجتمع آموزشی بین‌المللی حکیم با افتتاح ساختمان جدید به ۷ شعبه رسید
فراخوان بورس ویژه هنگ‌کنگ برای دانشجویان دکتری منتشر شد
نحوه انتخاب رشته‌های بدون آزمون در کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد
سامانه راهنمای انتخاب رشته مجازی کنکور ۱۴۰۵ در دسترس قرار گرفت
تعیین تکلیف بدهی وام‌های دانشجویی پس از پایان سنوات مجاز تحصیلی
تقدیر از برگزیدگان سومین همایش علمی هیئت در سالروز ولادت حضرت زینب(س)
آیت‌الله رشاد: خروج آمریکا از عراق باید برای مسئولان درس عبرت باشد
خاموشی: وقت عبور از برنامه‌محوری به اثرمحوری در فعالیت‌های فرهنگی است
واکاوی اندیشه امام شهید در باب امت واحده
ارائه مقالاتی از کشورهای مختلف در نشست اربعین، گفتمان مقاومت
«بی‌نام» روایتگر مفاهیمی از معنویت؛ تئاتری که زندانی آزاد می‌کند!
«اشراق» شنیدنی شد؛ بیان موسیقی ایرانی با امکانات موسیقی عربی!
موسیقی اعتراضی در آمریکا: رئیس جمهورِ من یک جنایتکار است!
سید حسن نصرالله مقاومت را مسیر پیشرفت و عزت بشریت می‌دانست
ناشنوایان فعال اربعینی در همایش ملی «قهرمانان سکوت» تجلیل شدند
جنگ‌ها و تحولات اخیر به کتاب‌های درسی نهم و یازدهم رسید
خانه فرهنگ در خوابگاه‌های دانشگاه فرهنگیان راه‌اندازی می‌شود
بازگشت معتمدآریا و یک یادآوری درباره حفظ حرمت سرزمین مادری
چه خبر از گیشه سینماها؟ فروش سینماها رو به افزایش است
فیلم نماینده ایران در اسکار انتخاب شد
سمپوزیوم راهکارهای قرآنی برای حل مشکلات تمدن معاصر
الگوی قرآن برای حل اختلافات شدید خانوادگی چیست؟
مساجد ۳۲ استان به دنبال طراحی برنامه‌های قرآنی ویژه
بچه‌های مسجدی با حداقل امکانات، کارهای «نشد» را «شد» می‌کنند
حکمرانی فضای مجازی در پیچ تعدد نهادها؛ نمی‌توان دستوری حکمرانی کرد
وقتی امامزادگان در روزهای جنگ به کانون خدمت‌رسانی تبدیل شدند
ایرباس به فناوری «پوست کوسه» مجهز می‌شود
نوشته جالب در دانشگاه شهید بهشتی
اعتبار ردیف استخدامی ۴۶۵ نفر از فراخوان سال‌های ۱۴۰۰ تا ۱۴۰۴ تأمین شد
تمدید مهلت معرفی مشمولان پذیرفته‌شدگان آزمون دستیاری پزشکی تا ۳۰ مهر
لشکر پهپادهای زیر آبی چین رکورد زد
شرکت‌های فناوری درباره هوش مصنوعی با ترامپ چه توافقی کردند؟
اولویت‌های استادان برای سال تحصیلی پیش‌رو بررسی شد
اختصاص ۳۰ میلیارد تومان تسهیلات معاونت علمی به حوزه بازی‌های رایانه‌ای
برگزاری همایش ملی نخبگان لغو شد
تشریح جزئیات اجرای آیین‌نامه جذب استعدادهای برتر در دانشگاه فرهنگیان
سامانه راهنمای انتخاب رشته مجازی کنکور ۱۴۰۵ در دسترس قرار گرفت
ثبت نام در رشته‌های بدون آزمون کنکور ۱۴۰۵ آغاز شد
نحوه انتخاب رشته‌های بدون آزمون در کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد
گامی تازه در توسعه آموزش بین‌المللی؛ مجتمع آموزشی بین‌المللی حکیم با افتتاح ساختمان جدید به ۷ شعبه رسید
تعیین تکلیف بدهی وام‌های دانشجویی پس از پایان سنوات مجاز تحصیلی
حضور ۸۹ دانشگاه ایرانی در رتبه بندی دانشگاه‌های جهان تایمز ۲۰۲۷
فراخوان بورس ویژه هنگ‌کنگ برای دانشجویان دکتری منتشر شد
آیت‌الله رشاد: خروج آمریکا از عراق باید برای مسئولان درس عبرت باشد
اسپانیا و پرتغال مقصد جدید اعضای هیئت علمی برای فرصت مطالعاتی
واکاوی اندیشه امام شهید در باب امت واحده
دیار: نخستین همکاری شهرام ناظری و تهمورس پورناظری
آرای نهایی ۱۴ پرونده انضباطی دانشجویان مرتبط با حوادث دی‌ماه صادر شد
خاموشی: وقت عبور از برنامه‌محوری به اثرمحوری در فعالیت‌های فرهنگی است
ارائه مقالاتی از کشورهای مختلف در نشست اربعین، گفتمان مقاومت
توافق مجلس و شورای عالی انقلاب فرهنگی برای بررسی سهمیه‌های کنکور
پیشنهاد برای ساخت فصل دوم سریال «اکسیر»؛ بازخورد خوبی گرفتیم
برندگان نوبل پزشکی ۲۰۲۶ معرفی شدند؛ کنترل سلول‌های عصبی با نور
هوش مصنوعی کسب وکار یابندگان باگ های نرم افزاری را کساد کرد
وجه مغفول شخصیت شهید سید حسن نصرالله امامت اوست
کمک اربعین به بازتولید حافظه تاریخی مقاومت و سرمایه اجتماعی فراملیتی
تفاهم‌نامه چهارجانبه طرح رداکارت دانشجویان فردا ۱۴ مهر امضاء می‌شود
آغاز انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵؛ لزوم دریافت رسید انتخاب رشته
سید حسن نصرالله رهبران جنبش‌های آزادی‌بخش را تحت‌تأثیر قرار داد
دیوارنگاره میدان جهاد به رنگ پایتخت درآمد
توزیع ۷۶۵ میلیارد تومان تجهیزات ورزشی در ۶۲ هزار مدرسه
آمادگی ۴۰ کشور برای حضور در مسابقات بین‌المللی قرآن
علت لغو کنسرت علیرضا قربانی در شاندیز چه بود؟
آغاز اجرای طرح «ردا کارت» دانشجویی در ۲۰ دانشگاه کشور طی ۱۰ روز آینده
جستارهایی در فلسفه علوم حکمی کتاب شد
مطالبات دانشجویان دانشگاه الزهرا(س) در نشست با مسئولان بررسی شد
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.