х форм льоду (в даний час відомі п'ятнадцять модифікацій), є також різні форми аморфного льоду, відрізняються головним чином щільністю.
Способи отримання
Майже будь-яке кристалічна речовина можна швидким охолодженням з розплаву перевести в метастабильное аморфний стан. Тому ключем до отримання аморфного льоду є темпи охолодження. Рідку воду треба охолодити до температури її стеклования (близько 136 К або? 137 ° C) протягом декількох мілісекунд, щоб уникнути спонтанного зародження кристалів.
Тиск служить ще одним важливим фактором в отриманні аморфного льоду. Крім того, змінюючи тиск, можна перетворювати одну різновид аморфного льоду в іншу.
До води можна додавати спеціальні хімічні речовини - кріопротектори, які знижують температуру її замерзання і збільшують в'язкість, що перешкоджає утворенню кристалів. Склування без додавання кріопротекторів досягається при дуже швидкому охолодженні. Ці методи використовують в біології для кріоконсервації клітин і тканин.
Різновиди аморфного льоду
Аморфний лід існує в трьох основних формах: аморфний лід низької щільності (АЛНП або LDA), який утворюється при атмосферному тиску і нижче, аморфний лід високої щільності (АЛВП або HDA) і аморфний лід дуже високої щільності ( АЛОВП або VHDA).
Аморфний лід низької щільності
При осадженні водяної пари на мідну пластинку, охолоджену нижче 163К, вперше був отриманий аморфний лід з щільністю 0,93 г / см?, він же аморфна тверда вода, або склоподібна вода. Зараз у лабораторіях отримують АЛНП тим же методом при температурі нижче 120 К. Очевидно, в космосі такий лід виникає подібним же способом на різних холодних поверхнях, наприклад, частинках пилу. Припускають, що цей лід цілком звичайний для складу комет і присутній на зовнішніх планетах.
Якщо міняти температуру підкладки і швидкість осадження, то можна отримувати лід інший щільності. Так, при 77 К і швидкості осадження 10 мг на годину виходить лід щільності 0,94 г / см?, А при 10К і швидкості 4 мг на годину - 1,1 г / см?, Причому його структура, хоч і позбавлена ??далекого порядку , виявляється набагато складніше, ніж у попереднього аморфного льоду. До цих пір неясно: одна і та ж модифікація аморфного льоду (з щільністю 0,94 г / см?) Утворюється при нагріванні АЛВП і при осадженні з пари або вони розрізняються.
Аморфний лід високої щільності
Аморфний лід високої щільності можна отримати, здавлюючи лід Ih при температурах нижче ~ 140 К. При температурі 77 K, АЛВП утворюється зі звичайного природного льоду Ih при тисках близько 1,6 ГПа, а з АЛНП при тиску близько 0,5 ГПа. При температурі 77 К і тиску 1 ГПа щільність АЛВП дорівнює 1,3 г / см?. Якщо сбрость тиск до атмосферного, щільність АЛВП зменшиться з 1,3 г / см? до 1,17 г / см? , Але при температурі 77 К він зберігається як завгодно довго.
Якщо ж лід високої щільності нагріти при нормальному тиску, він не перетвориться на вихідний лід Ih, а замість цього стане ще однією модифікацією аморфного льоду, цього разу з низькою щільністю, 0,94 г / см? . Цей лід при подальшому нагріванні в районі 150 К закрісталлізуется, але знову не в вихідний лід Ih, a прийме кубічноїсингонії льоду Ic.
Аморфний лід дуже високої щільно...
