Băng thường có tính linh hoạt rất kém, chúng cứng và giòn, dễ gãy. Vì thế các vụ tuyết lở và băng bị vỡ đã xảy ra. Đó cũng là lý do chủ yếu khiến nghiên cứu về băng mới này trở nên tuyệt vời. Các nhà khoa học đã vừa phát triển ra được các sợi băng nước dạng siêu nhỏ. Chúng có thể uốn cong tạo thành một vòng tròn mà không vỡ. Phá vỡ biến dạng điểm cực đại trước đó về băng với cách biệt thật đáng kể, mở ra những cơ hội mới cho các khám phá vật lý của băng. Mời các bạn theo dõi nghiên cứu về băng mới trong bài viết của thgzurs.com.
Chế tạo sợi băng có đường kính vài micromet uốn cong mà không gãy
Các chuyên gia chế tạo sợi băng có đường kính vài micromet. Với độ biến dạng đàn hồi cao, gần như uốn được thành vòng tròn mà không gãy. Hầu hết băng rất cứng, giòn, dễ vỡ và khó uốn. Về lý thuyết, băng có độ biến dạng đàn hồi tối đa khoảng 14% – 16,2%. Nhưng thực tế, độ biến dạng đàn hồi lớn nhất từng đo được chưa đến 0,3%. Lý do là tinh thể băng có những khiếm khuyết cấu trúc làm tăng độ giòn.
Nhóm nghiên cứu của Limin Tong tại Đại học Chiết Giang tìm cách tạo ra băng. Với ít khiếm khuyết cấu trúc nhất có thể để tăng độ đàn hồi. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Science hôm 9/7. Đầu tiên, họ dẫn hơi nước vào một buồng nhỏ duy trì ở mức nhiệt -50 độ C. Điện trường trong buồng hút các phân tử nước tới một chiếc kim làm bằng vonfram. Tại đó, chúng kết tinh để tạo nên những vi sợi có đường kính chỉ vài micromet.
Phát hiện dấu hiệu tồn tại của một dạng băng thứ hai
Các nhà nghiên cứu khiến băng lạnh thêm bằng cách hạ nhiệt độ xuống. Trong khoảng từ -70 độ C đến -150 độ C. Tiếp theo, họ đo độ biến dạng đàn hồi của các sợi băng. Và phát hiện chúng đàn hồi hơn bất cứ cấu trúc băng nào khác từng được đo đạc. Một số sợi thậm chí gần như có thể uốn cong thành vòng tròn. Tất cả chúng sau đó đều trở lại thành sợi thẳng.
“Trước đây, độ biến dạng đàn hồi lớn nhất của băng quan sát được qua thí nghiệm là khoảng 0,3%. Hiện tại, độ biến dạng đàn hồi của các vi sợi băng lên tới 10,9%. Dễ uốn hơn nhiều so với bất cứ loại băng nào từng đo đạc”, Tong cho biết.
Khi Tong cùng đồng nghiệp nghiên cứu kỹ các sợi băng. Họ phát hiện dấu hiệu tồn tại của một dạng băng thứ hai đặc hơn dạng băng chiếm phần lớn các sợi. Áp lực lên phần bị uốn cong của sợi có khả năng đã làm biến đổi băng. Nhóm nghiên cứu cho biết, điều này có thể mở đường cho một cách thức mới. Để nghiên cứu sự chuyển pha ở băng.
Các vi sợi có độ trong suốt cực cao nên chúng có thể dùng cho việc truyền ánh sáng. Nhưng những yêu cầu về nhiệt độ sẽ gây khó khăn lớn. Vì vậy, công dụng chính của chúng hiện nay là giúp nghiên cứu về vật lý băng ở quy mô nhỏ.
Băng tuyết và đặc tính riêng
Băng hay nước đá là dạng rắn của nước. Dạng tồn tại phổ biến nhất của băng là Ih, hình thành khi nước đông đặc tại 0 độ C (273.15 K, 32 độ °F) tại áp suất khí quyển tiêu chuẩn, có tỉ trọng nhỏ hơn nước lỏng. Băng xuất hiện trong tự nhiên qua các dạng như tuyết, mưa đá, sông băng, các tảng băng ở địa cực.
Các tinh thể băng riêng lẻ phát triển trong khi lơ lửng trên bầu khí quyển, thường ở các đám mây và sau đó rơi xuống, tích tụ trên mặt đất nơi chúng trải qua những thay đổi tiếp theo được tạo thành tuyết. Nó bao gồm nước tinh thể đông lạnh trong suốt vòng đời của nó. Vòng đời này bắt đầu khi trong điều kiện thích hợp, các tinh thể băng hình thành trong khí quyển, tăng kích thước lên cỡ milimet, kết tủa và tích tụ trên bề mặt, sau đó biến hình tại chỗ, và cuối cùng tan chảy, trượt đi hoặc thăng hoa.