Ett team av forskare som arbetar vid Zhejiang University i Kina har utvecklat ett sätt att odla vattenis som är elastisk och böjbar. I deras papper publicerad i tidskriften Vetenskap , gruppen beskriver hur de odlade sina enkristallmikrofibrer och föreslår möjliga användningsområden för dem. Erland Schulson med Dartmouth College, har publicerat ett perspektiv i samma tidskriftsnummer som beskriver det arbete som gjorts av teamet i Kina.
Vatten is, forskarna konstaterar, är hård och spröd; det ger inte mycket. Försök att böja, förlänga eller räta ut prover leder till brott. Detta, forskarna noterar också, beror på mycket små brister såsom ytojämnheter, porer och små sprickor i kristallstrukturen. Utan sådana ofullkomligheter, vattenis har beräknats ha en teoretisk elastisk töjningsgräns på 15 procent. I denna nya ansträngning, forskarna har försökt testa dessa teorier genom att odla små isbitar som inte har brister.
För att skapa isen, forskarna ledde vattenånga in i en liten elektrifierad kammare inställd på -50 grader Celsius. Det elektriska fältet lockade vattenmolekyler till ett volframstift som hade satts in i mitten av kammaren. När vattenmolekylerna klamrade sig fast vid stiftet, iskristaller började formas till fibrer bara några mikrometer i diameter. Forskarna kylde sedan isen till temperaturer från -70 till -150 grader Celsius, mäta det elastiska området vid varje temperatur. Det kom till 10,9 procent i genomsnitt, mycket mer böjbar än vanlig is som i genomsnitt bara är 0,3 procent. De fann också att fibrerna kunde böjas och sträckas. Vid en punkt, de upptäckte att de kunde böja en kristallsträng nästan till en cirkel. De noterade att efter böjning eller sträckning, alla proverna gick tillbaka till sin ursprungliga form.
När man studerar isfibrerna i detalj, forskarna fann att de faktiskt var gjorda av två olika sorters is, den ena något tätare än den andra. De noterade också att på grund av kristallernas renhet och felfrihet, isproverna var extremt genomskinliga, vilket kan innebära att de kan transportera ljus.
© 2021 Science X Network
