Site-urile NoaMedia
Cum poate apa să devină o sticlă la temperaturi scăzute? Cercetătorii de la ETH Zurich au observat direct transformarea apei sticloase între -74 și -64 de grade Celsius, un pas crucial pentru crioprezervare. Această descoperire oferă noi perspective asupra protejării celulelor în condiții extreme.
Pe scurt:
- O echipă de la ETH Zurich a observat transformarea apei în sticlă amorfă la temperaturi între -74 și -64 grade Celsius, esențială pentru crioprezervare.
- Metoda folosește nanoconfinarea apei între straturi lipidice de fitantriol pentru a preveni cristalizarea rapidă și a permite studierea tranziției sticloase.
- Descoperirea ajută la înțelegerea protecției celulare în crioprezervare și congelarea alimentelor, evitând deteriorarea prin cristale de gheață.
- La temperaturi foarte scăzute, probele devin casante și pot dezvolta crăpături, aspect relevant pentru aplicațiile criogenice practice.
Transformarea apei sticloase la temperaturi scăzute
Transformarea apei în sticlă bizară la temperaturi scăzute reprezintă un fenomen esențial pentru înțelegerea crioprezervării și a comportamentului apei în condiții extreme. Deși apa îngheață de obicei în cristale ordonate, în anumite condiții devine amorfă, formând o structură sticloasă întâlnită în norii stratosferici polari.
Acest tip de apă sticloasă ajută organismele să prevină deteriorarea celulară provocată de cristalele de gheață la temperaturi foarte scăzute. Totuși, observarea directă a acestei tranziții a fost dificilă din cauza cristalizării rapide a apei.
Metode avansate pentru studierea apei sticloase
O echipă condusă de Raffaele Mezzenga de la ETH Zurich a reușit să blocheze cantități extrem de mici de apă între straturi lipidice de fitantriol, o moleculă stabilă la temperaturi scăzute. Această metodă a împiedicat cristalizarea apei, permițând observarea tranziției de la lichid la sticlă.
Folosind fascicule de raze X și spectrometre neutronice de la ANSTO, cercetătorii au monitorizat structura și dinamica moleculară a apei în intervalul de temperaturi de la -63 la -20 de grade Celsius. Astfel, au identificat o încetinire progresivă a mișcării moleculelor de apă și o tranziție structurală în sticlă între -74 și -64 de grade Celsius.
Importanța apei sticloase pentru crioprezervare
Descoperirile privind apa sticloasă la temperaturi scăzute au implicații directe pentru crioprezervarea materialului biologic și congelarea alimentelor. În condiții de nanoconfinare, apa poate evita formarea cristalelor dăunătoare, protejând structurile celulare în timpul congelării profunde.
La temperaturi foarte scăzute, probele devin casante și dezvoltă crăpături, un aspect important pentru aplicarea practică a acestor fenomene în domeniul criogenic.
Noa Insight
O echipă de cercetători de la ETH Zurich a studiat transformarea apei în sticlă amorfă la temperaturi scăzute, un fenomen relevant pentru crioprezervare. Prin blocarea apei între straturi lipidice, au putut observa tranziția structurală a apei fără cristalizare, folosind raze X și spectrometrie neutronica.
Implicații
Descoperirile au impact asupra crioprezervării și congelării alimentelor, demonstrând cum apa sticloasă protejează structurile celulare prin evitarea cristalizării dăunătoare la temperaturi foarte scăzute.
Elemente-cheie
- Apa sticloasă este o formă amorfă a apei care apare la temperaturi scăzute, evitând formarea cristalelor de gheață.
- Cercetătorii au monitorizat tranziția apei între -63 și -20 grade Celsius folosind fascicule de raze X și spectrometre neutronice.
- Blocarea apei între straturi lipidice de fitantriol a împiedicat cristalizarea, permițând observarea tranziției structurale.
Sursa originală a acestui articol este https://www.digi24.ro/stiri/sci-tech/descoperiri/fizicienii-au-vazut-pentru-prima-data-cum-apa-se-transforma-intr-o-sticla-bizara-in-loc-de-gheata-la-temperaturi-scazute-3944175 (link)
