Итальянским физикам удалось разрешить давно ведущиеся споры о температуре стеклования воды. Аморфный лёд (вода в таком стеклообразном состоянии) используется во многих физических и биологических экспериментах, поэтому результаты работы чрезвычайно важны как для физики, так и для биологии
Получить аморфный лёд (АЛ) можно либо с помощью в меру быстрого охлаждения воды, либо посредством быстрого сжатия обычного льда. H2O в таком состоянии напоминает стекло по прозрачности, жёсткости и блеску. В отличие от обычного, такой лёд не обладает, как и стекло, кристаллической решёткой: его молекулы расположены беспорядочно. На Земле лёд в основном встречается в кристаллической форме; его аморфный вариант преобладает в межзвёздной среде. АЛ широко используется в научных целях — например, для электронной криомикроскопии и при криоконсервации тканей.
Несмотря на то что АЛ исследуется и используется немало лет, учёные до сих пор не вычислили один из важнейших параметров стеклообразного состояния воды — температуру, при которой она переходит в аморфную форму, так называемую температуру стеклования. Дело в том, что исследовать чистый АЛ весьма тяжело. Так, для его получения необходимо охлаждать воду со скоростью порядка 104 К/c. Поэтому прямые измерения температуры стеклования воды давали противоречивые результаты.
Авторы статьи, недавно опубликованной в Journal of Chemical Physics, утверждают, что им удалось разрешить этот давниий спор и определить температуру стеклования воды. Для этого физики из Университета Пизы и Института физико-химических процессов Национального исследовательского центра (оба — Италия) использовали косвенные методы, основанные на анализе динамики воды. Исследовалось поведение воды как в больших объемах, так и в малых, нанометровых; учёные подходили к предполагаемой температуре стеклования и со стороны больших, и со стороны меньших температур; измерялась также температура стеклования для воды с различными примесями.
После комбинации полученных данных было установлено, что температура перехода воды в стеклообразное состояние равна приблизительно 136 К (–137 ˚C). Таким образом, была подтверждена наиболее распространённая точка зрения.