Учёным стала известна новая разновидность льда
Международный коллектив исследователей изучил строение и свойства новой разновидности гидрата водорода – льда с частицами водорода в структурных полостях. Данное вещество образуется при комнатной температуре и относительно невысоком давлении, возможно использование климатической камеры для испытаний. Исследователи считают, что его можно будет использовать для хранения и перевозки водорода.
Лёд – самое обычное для нас вещество. Мы к нему так привыкли, что зачастую не замечаем его свойств, некоторые из которых могут показаться необычными. Взять хотя бы способность льда не тонуть в жидкой воде, поскольку его плотность ниже, чем у воды. С другими веществами всё происходит с точностью до наоборот: плотность твёрдого агрегатного состояния всегда выше, чем жидкого. «Нестандартные» свойства льда во многом объясняются необычными свойствами самой воды.
Лёд продолжает изучаться до сих пор, и каждый раз он преподносит новые сюрпризы. Например, было выяснено, что при высоких давлениях в нём образуется симметризация водородных связей, из-за чего выделить отдельную молекулу воды в нём становится невозможно. А при низком давлении наступает протонное разупорядочивание; при этом водяные молекулы могут ориентироваться в пространстве как угодно. Последний случай – это именно то, что происходит в обычном льде, к которому мы привыкли.
Ещё одна важная особенность льда – это его способность вмещать частицы газов, образуя газовые гидраты с различной структурой. В таком виде находится значительная часть всех запасов природного газа на Земле, а это ценное полезное ископаемое. Подобные газовые гидраты могут использоваться для хранения водорода. Ведь это вещество в чистом виде довольно взрывоопасно, а его плотность очень маленькая; поэтому учёные во всём мире ищут наиболее эффективные и разумные способы хранения водорода.
На самом деле данная работа этой международной группы исследователей – не первая, в которой затрагивалась бы тема гидратов водорода. Ранее они уже описывали свойства водородного гидрата, в котором на одну молекулу воды приходилось бы две молекулы водорода. Однако такое вещество затруднительно создать даже в лаборатории, поскольку существовать оно может исключительно при давлении более 380 тысяч атмосфер. Нынешнее же исследование посвящено гидрату, который обладает меньшим объемом водорода, но произвести его вполне можно при «обычных» условиях.
Интересно, что некоторые из полученных водородных гидратов проявляют необычное поведение. Впервые это обнаружили американские и корейские учёные; а их коллеги из России и Китая смогли объяснить такое поведение, проанализировав структуру этих соединений. Оказалось, что всё дело в протонном разупорядочивании, которое у названных разновидностей гидратов происходит не так, как у остальных. От того, как именно будут сориентированы молекулы в веществе, зависят его конкретные химические и физические свойства.
