水创下了的最冷冰点的新纪录

我们称事物“冷如冰”，但那到底有多冷？水的冰点是我们离开学校之前都知道的事情之一：0 ºC。然而，就像我们在学校学到的很多东西一样，它比我们最初学到的要复杂得多。事实上，水有许多冰点，通常需要远低于 0 ºC (32 ºF) 的温度才能结冰。现在，关于在剩余液体的情况下水有多冷的记录已被打破。在这个过程中获得的知识可以应用于从器官移植到航空领域。

在 0 ºC (32 ºF) 以下，水仍然需要一个可以在其周围结冰的成核位点。非常纯净的静止水没有成核点，可以冷却到远低于 0 ºC (32 ºF) 的温度而不会结冰。然而，让东西足够冷，即使是纯度也不会阻止水结冰。

休斯顿大学的Hadi Ghasemi 博士一直在探索决定过冷水何时结冰的因素。在此过程中，Ghasemi及其同事在Nature Communications 上宣布，他们打破了最冷液态水的记录——-44 ºC (-47 ºF)。这比之前的记录低 6 ºC (11 ºF)。 Gahsemi 用来创造新记录的水滴小到看不见，只有几纳米宽。

“对几个纳米水滴的冻结温度进行实验探测一直是一个悬而未决的挑战。在这里，通过新开发的计量学，我们已经能够探测从微米级到 2 纳米级的水滴冻结，”Ghasemi 在一份声明中说。该论文指出，问题在于微小的水滴可能会蒸发或聚集在一起，从而难以单独研究它们。

Ghasemi 说：“我们发现，如果水滴与软界面接触，冻结温度可能会明显低于硬表面。” 作者将各种尺寸的液滴放入氧化铝膜孔中，周围是油，并报告了 10 到 2 纳米（0.00000004-0.0000004 英寸）之间冰点的主要差异。

没有油，膜壁充当成核点，液滴在 0 ºC (32 ºF) 或接近该温度时冻结。然而，来自油的压力和缺乏坚硬表面的结合使液滴保持液态。

先前的研究表明，液态水至少需要 275 个分子才能形成结晶冰。直径远小于 2 纳米的水滴缺乏形成冰晶的分子，并且已经发现需要 -183 至 -158 ºC（-297 至 -252 ºF）的温度才能成核，但这么小的东西不一定被认为是液体.

对这一成果成功的模仿可能使医院能够冷冻器官，而不必在时间压力下进行移植，或控制飞机机翼上的结冰。即使我们自己没有将水冷却到如此低的温度，了解它是如何发生的也可以改进云形成的建模，从而改进天气和气候预测。