Физики БФУ им. И. Канта показали, какие процессы происходят внутри капли воды при её замерзании. Об этом сообщает пресс-служба университета в понедельник, 2 августа.
Коллектив научно-образовательного центра (НОЦ) «Фундаментальная и прикладная фотоника. Нанофотоника» использовал методы лазерной спектроскопии. Учёные сами разработали методику и собрали установку для наблюдений.
«В воду мы добавляли люминесцентное вещество — эозин. Оно преобразовывает поглощённую энергию в световое излучение, которое может увидеть человеческий глаз. Каплю этого раствора мы замораживали потоком холодного газообразного азота, постоянно подсвечивая лазером. Для регистрации использовали детектор, который записывает спектры излучения с высокой скоростью, и высокоскоростную видеокамеру», — рассказала научный сотрудник НОЦ Наталья Мыслицкая.
По её словам, в процессе кристаллизации капли выделяется тепловая энергия, из-за чего резко возрастает интенсивность люминесценции. Камера записывает этот процесс со скоростью 500 кадров в секунду.
«Анализ полученных данных привел к интересным открытиям. Мы смогли зарегистрировать начальный момент замерзания, при котором свечение нарастает в течение четырёх миллисекунд. После чего капля светится с примерно одинаковой интенсивностью, затем постепенно затухает и полностью свечение прекращается к моменту полного замерзания», — отметила исследователь.
Учёные выяснили, что капля замерзает не изнутри — процесс кристаллизации происходит от поверхности.
«Мы также проверили, как замерзают капли, содержащие наночастицы серебра. Процесс кристаллизации у них идет в нелинейном режиме — это повод для новых исследований», — отметила Мыслицкая, добавив, что полученные данные, можно использовать в медицине, биологии, при изучении термодинамики гетерогенных сред (аэрозолей, эмульсий) и полиграфии.