Un strat de vapori de 6 nanometri izolează gheața în timpul încălzirii rapide
Cercetătorii au observat un fenomen neașteptat la interfața dintre gheață și un metal încălzit brusc: formarea unui strat de vapori cu grosimea de aproximativ 6 nanometri, care acționează ca o barieră termică și împiedică transferul căldurii către gheață.
Experimentul a fost realizat de o echipă internațională la instrumentul FXE de la European XFEL. Oamenii de știință au încălzit o peliculă de platină aflată sub un strat ultra-subțire de gheață amorfă, o formă de gheață fără structură cristalină.
Rezultatele au arătat că, la scări de milliardimi de secundă, gheața s-a încălzit foarte puțin și și-a schimbat structura într-o măsură nesemnificativă.
Măsurătorile cu raze X, împreună cu simulări pe calculator, indică faptul că încălzirea rapidă creează un spațiu de vapori de circa 6 nanometri între platină și gheață. Acest interval minuscul reduce puternic fluxul de căldură, într-un mod pe care modelele convenționale de transfer termic nu îl prevăd.
Concluziile sugerează că, în condiții de încălzire extrem de rapidă, granița dintre metal și gheață se poate reorganiza, căldura fiind blocată de stratul de vapori nou format înainte de a pătrunde în gheață.
Rezultatele au fost publicate în Communications Chemistry.
Cercetătorii consideră că descoperirea este relevantă pentru înțelegerea apei și gheții din atmosferă, dar și din spațiul cosmic, unde gheața amorfă se atașează de granule minuscule de praf. De asemenea, fenomenul ar putea influența domenii precum prelucrarea cu laser, tehnologiile de stocare a datelor și cataliza.
Echipa speră să investigheze în continuare dacă straturi izolatoare similare se pot forma și la alte interfețe dintre materiale expuse la încălzire rapidă.
