ساخت میکروفیبرهای یخ انعطاف‌پذیر

ساخت میکروفیبرهای یخ انعطاف‌پذیر توسط دانشمندان چینی، شکل جدیدی از یخ که بر خلاف ویژگی های این ماده یعنی سفتی و شکنندگی، انعطاف‌پذیر است.

دانشمندان چینی بوجود آوردن این یخ انعطاف‌پذیر را حاصل نوعی تغییر فاز در یخ می دانند که در دماهایی بین ۷۰- تا ۱۵۰- درجه سانتیگراد رخ می دهد.

محققان می توانند با استفاده از یخ های انعطاف‌پذیر به مطالعه‌ی دقیقتر پدیده‌هایی مانند جذب سطحی مولکولی روی یخ و تغییرات سطحی و ساختاری این ماده بپردازند.

دانشمندان برای تولید میکروفیبرهای یخ، بخار آب را به یک محفظه الکتریکی کوچک هدایت کردند و دمای محفظه را با نیتروژن مایع سرد کردند.
سپس یک پین تنگستنی را داخل محفظه قرار دادند و تا 2000 ولت جریان برق را برقرار کردند. کریستال های یخ روی پین تشکیل شده و میکروفیبرهای یخ به این وسیله با سرعتی بسیار پایین رشد می کنند.

ساخت میکروفیبرهای یخ انعطاف‌پذیر

Elastic ice microfibers - Abstract

Ice is known to be a rigid and brittle crystal that fractures when deformed. We demonstrate that ice grown as single-crystal ice microfibers (IMFs) with diameters ranging from 10 micrometers to less than 800 nanometers is highly elastic. Under cryotemperature, we could reversibly bend the IMFs up to a maximum strain of 10.9%, which approaches the theoretical elastic limit. We also observed a pressure-induced phase transition of ice from Ih to II on the compressive side of sharply bent IMFs. The high optical quality allows for low-loss optical waveguiding and whispering-gallery-mode resonance in our IMFs. The discovery of these flexible ice fibers opens opportunities for exploring ice physics and ice-related technology on micro- and nanometer scales.

نتیجه این تحقیقات در مجله ساینس منتشر شده است.