【氷】 急速冷凍して作った氷、液体だったことが判明 - ストックホルム大など[07/10] [無断転載禁止]©2ch.net
■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
荒井聡
[2017/07/10]
水は私たちにとってもっとも身近な物質の1つだが、「固体より液体のほうが密度が高くなる」「4℃以下で負の膨張率をもつ(冷やせば冷やすほど膨らむ)」など、他の物質にはあまりみられない変わった性質を数多くもっていることでも知られる。このため水の物性に関する研究は今でも活発に続けられている。
ストックホルム大学をはじめとする国際研究チームはこのほど、従来「アモルファス氷」と呼ばれていた特殊な状態の氷が、固体ではなく、実際には液体であることを確認したと発表した。アモルファス氷には低密度と高密度の2つの種類があるため、極低温では液体の水が2種類存在していたことになる。研究論文は、米国科学アカデミー紀要(PNAS)に掲載された。
(画像)
極低温下の液体の水は2種類あることが確認された(出所：ストックホルム大学)
水分子が規則的に配列した氷の結晶とは異なり、秩序が乱れた乱雑な構造をもった氷が存在することは以前から知られていた。こうした乱雑な氷は、ガラスにみられるアモルファス構造と似ているため、「アモルファス氷」と呼ばれてきた。
アモルファス氷は日常生活(地球上の自然環境中)ではほとんどみられないが、宇宙空間などでは普通に存在する水の状態であるとされる。液体の水を急速冷却すると、結晶化する時間もないうちに水分子の動きが固まるためアモルファス氷が生成される。あるいは、気相蒸着法を用いたり、氷の結晶に圧力をかけてアモルファス化するといった方法によっても、アモルファス氷を実験的に生成することができる。
研究チームは今回、アモルファス氷の物性について調べるため、米アルゴンヌ国立研究所(ANL)およびドイツ電子シンクロトロン(DESY)のX線施設を利用して、高分解能での構造分析を行った。
高密度のアモルファス氷(HDA)を温めると、体積が約25％突然増大し、低密度のアモルファス氷(LDH)に変化することが知られている。このHDAとLDAの間の状態変化について、原子レベルでの構造特定が可能な広角X線散乱法と、ナノスケールでの動態分析を行えるX線光子相関分光法という2つの手法を組み合わせて分析した。
アモルファス氷中の分子同士の相対的な位置関係の分析から、HDAがLDAに変わるときには液体の水に典型的にみられる拡散現象が起こっていることがわかった。これはアモルファス氷と呼ばれる状態が、実際には非常に粘度の高い液体であることを意味している。X線による測定でこのような分子同士の位置関係の変化まで特定できるのは、極低温では水の粘度が非常に高くなるため、状態変化および拡散現象がゆっくりと進むためであるという。
ガラスは固体のように見えるが、結晶ではないため、「極端に粘性が高く動きが止まった液体である」と説明されることがある。アモルファス氷もこの意味で液体であるといえるが、今回の研究ではさらに、HDAからLDAへの変化において、実際に液体の特徴である拡散挙動が見られることが確認されたことになる。
通常、液体中では分子がランダムに運動しているため、複数の結晶構造が存在する氷とは違って、液体の水であればどれも性質は同じであり区別がつかないはずである。しかし今回の研究では、少なくとも極低温では2種類の液体の水(低密度と高密度)が明確に区別できるとされたわけで、非常に興味深い結果である。
今回の研究は、水の物性解明という基礎科学上の成果であると同時に、生命活動にとって重要な塩や生体分子などがどのように水に影響を及ぼすかという問題にも関係しており、水の浄化や脱塩技術などへの応用可能性もあると研究チームはコメントしている。
http://news.mynavi.jp/news/2017/07/10/135/
※本記事は掲載時点の情報であり、最新のものとは異なる場合があります。予めご了承ください。 >>1アモルファス氷
よりも「非晶質氷」と表記したほうがかっこいい 結晶構造がなくて液体と同じ分子配列というだけで、固体は固体だろ？ >>5
普通の氷は結晶
急速冷凍で結晶構造作る間もなく個体になったということ つまりは急速冷凍で作った氷は瑞々しいって事なのぉ？ >>8
人間を急速冷凍すれば冬眠も不可能ではないってところかな ／⌒＼⌒ 丶
／///////ﾊミミ ＼
//////////ノ´｀ヾヽヽヽ ウリは馬鹿だから在日枠浪人ｺﾈｶﾈでも第一脂肪駄目ﾆﾀﾞ
/////////// ｰ /⌒{从从
//////////从丿ﾉ=・=∨ﾉハ
{///////// =・=ヽ-⊂⊃}从 上がったから赤黒いグロマンチョスも砂漠のように乾いて異臭を発しているﾆﾀﾞ
/////////{{ ⊂⊃ﾉ )､ /从ﾊ 誰か ぬくもりと 潤いを。。。 現役に戻りたいﾆﾀﾞ。。。
‖{ {从/////ヽ_ﾉ､ｪｪｪイﾉ从}リ
(({ {从（（从从 ＼ﾄｪｪｪﾉﾉ从ﾉﾉ / )
{ 从乂乂ヽ＼＼＞ｰ＜彡 ／)/ /
/￣￣／￣￣＼ヽ::::::::::ヽ/ (二)ヽ
ｆ / ／￣￣ヽ { ﾉ ﾉ ハ
{ { / ／⌒ヽ_／乂＿＿ノ
ﾉ 乂 { { { ／ ／⌒＼⌒ 丶
／///////ﾊミミ ＼
//////////ノ´｀ヾヽヽヽ ウリは馬鹿だから在日枠浪人ｺﾈｶﾈでも第一脂肪駄目ﾆﾀﾞ
/////////// ｰ /⌒{从从
//////////从丿ﾉ=・=∨ﾉハ
{///////// =・=ヽ-⊂⊃}从 上がったから赤黒いグロマンチョスも砂漠のように乾いて異臭を発しているﾆﾀﾞ
/////////{{ ⊂⊃ﾉ )､ /从ﾊ 誰か ぬくもりと 潤いを。。。 現役に戻りたいﾆﾀﾞ。。。
‖{ {从/////ヽ_ﾉ､ｪｪｪイﾉ从}リ
(({ {从（（从从 ＼ﾄｪｪｪﾉﾉ从ﾉﾉ / )ツイッターブログで書いたように、ウリは若い頃から夜遊びで結婚も何度もしてますが
{ 从乂乂ヽ＼＼＞ｰ＜彡 ／)/ / 「人生で一度も薔薇を貰った事が無い。。」ﾆﾀﾞ 人間の愛が欲しい！
/￣￣／￣￣＼ヽ::::::::::ヽ/ (二)ヽ
ｆ / ／￣￣ヽ { ﾉ ﾉ ハ
{ { / ／⌒ヽ_／乂＿＿ノ
ﾉ 乂 { { { ／ マイナビのくせに、やたらとわかりやすい段階を追った説明だな。
よそのアホ記者もちょっとは見習うように。 2日前はゆっくり冷やすと液体構造のまま固まるといい、
今日は急速冷凍すると液体構造のままといい、
ほんと研究者ってなんなの？
>>17
いいんだよ。
同じ人が言ってるんじゃないんだから。
かき氷ができる氷とかき氷できない氷が存在するということだな >アモルファス氷中の分子同士の相対的な位置関係の分析から、HDAがLDAに変わるときには液体の水に
>典型的にみられる拡散現象が起こっていることがわかった。これはアモルファス氷と呼ばれる状態が、実
>際には非常に粘度の高い液体であることを意味している。
何が拡散してるのか説明がないんでわからんが、固体でも普通に拡散あるから液体の証拠にはならん
いろいろ出鱈目すぎ >>20 白子さんと黒子さんでお馴染みの硫黄も常温で結晶構造の硫黄と非結晶構造の硫黄がある。
アモルファス硫黄も常温で押さえても変形しない個体の様に見えるけど
実は心と身体が穢れていない処女と童貞だけが感知できる液体なんだな。 食品を急速冷凍するとゆっくり凍らせるのと比べて美味しいのは水の分子構造がそのまま保存されるからなんだろうね
急速冷凍したものをどうやったら膨張させずにそのままの状態で解凍できるだろう
それができれば生き物を生きたまま冷凍保存も可能なのかも アスファルト道路は、走ると言わず泳ぐと言ってください 冷蔵庫で作る氷にも結晶構造があるの？
塩みたいに結晶の形に割れないけど。 >>24
水の分子構造の違いが味覚に現れると思う？
結晶化によって材料が傷むかどうかの差だと思わない？ つまり、
冷蔵庫の氷と、市販の氷は、吸収できる熱量からして違う、って話だろ。 >>27
そりゃそうじゃないか
解けたら水は水だろ
何言ってんの 白物家電（冷蔵庫）が歌う急速冷蔵が、景品表示法違反に該当する 液体窒素を水にかけると、
×すぐに氷ができる。
○水が固まる
ってことか。 ついこないだなんかの記事で読んだな
へー、ほーくらいにしか理解できなかった。
結局は水についてまだよく知られてない事が多いってことなんだろ 個体に見える液体ということなの？
人間の視覚や触覚がどうなれば液体だと認識できる？ 固体で体積が突然25%も変わるってやばくないか
何かに応用できそう >>37
結晶構造になってないというだけの意味
液体と固体の現実的な区別は粘度によるべき
なおガラスより金属のほうが粘度は低かったりする
という話をVeritasiumでやってた この定義で液体なら瓶にすっぽり入った猫は液体ｗｗｗ 盗電の方も凍らずに水でした。
湯水のように金使い続けます。 >>24
微振動でも与え続けたら？
まず急速冷凍で分子の並びを変えた時点で死んでるだろうけど 液体人間の開発ヒントやな
人間体液ならすでに量産可能・・・、スミマセン打ち止めの様です アモルファスの金属と同じように、アモルファルの氷は普通の氷より固いのかな？ >>27
昔、ウイスキーに遠赤外線を出すセラミックを入れておくと、熟成が
早まりおいしくなるという話があった。
で、色々調べてみると、遠赤外線の効果によって、水分子のクラスターの
大きさが変化していくことが分かったはず。
つまり、今までなんとなくイメージだけで語られていたウイスキーを「熟成さ
せる」というのは、実は、このクラスターの大きさの変化が進むことを意味す
ることが判明。
それと同じなんじゃないかな。 >>37
いや、固体は固体。
Solid / liquid が分子配列によるものだけで定義されると勝手に思い込んでる記事 温度変化で体積が25%も増えるとなると
隙間に入り込むと破壊の原因になるな ガラスも常温で液体なんだぜと中学の理科の教師が
やたら得意気に言ってたのを思い出したｗ >>5
頭を優しくなぜてやるとゆっくりと眠りにつくけど
ハンマーでぶん殴るとそのままぶっ倒れる感じ。 ＞ガラスは極度に粘性が高い液体
液体の定義がおかしい 膨張しないというのなら冷凍睡眠に使えそうだな。
希望が見えてきた。 >>54
学者の中にもガラスは液体だと言ってた人はいたな
だから古いガラスは、重力に負けて波打つようになってるとｗ >>49
>>24が言ってる意味ではそんなこと関係なくて
単に冷凍時に水が膨張して組織が壊れるので
解凍した時に食感が変わっちゃうってだけの話
冷凍した肉や野菜をそのまま食べないでしょ
で
>急速冷凍したものをどうやったら膨張させずにそのままの状態で解凍
これには氷温解凍という手段がある 「個体」と「液体」という状態の違いで考えれば
アモルファス氷が「液体」だというのは無理がある
アモルファス氷といえども「個体」であって流動性がない
「非結晶個体」という言い方の方が適切だろう
アルゴンヌ国立研究所ｗｗｗ
アルゴンぬｗｗｗ
くそ、こんなのでｗ >>20
ガラスは液体なので、古いステンドグラスは重力の影響で変形して下のほうが厚くなっている
というのは有名なガセ >>24
ガイアの夜明けかなんかで凍らせない冷凍庫みたいなのを見たことあるな 確かに呼び名は大事だな
誰だよ「スーパーストリング理論」を「超ひも理論」って言ったやつ
もしこの特殊氷に熱を徐々に加えた時、
80cal/gの潜熱を吸収するまである温度で変化せずそれを超えたらいきなり溶けたなら固体だ。
しかし熱を徐々に加えた時、温度が徐々に上がって行ったら液体だな。
この辺は実験してないとわざわざ成果として公表するにはアレだろうからたぶんやってるだろう。
実験結果を教えて欲しい。
ピッチドロップ実験みたいに、何年も時間かければ氷点下でも液体として振る舞うのかな >>74
熱分析は古くからされてるよ
いわゆる相転移に伴う潜熱反応はある
ただそれは氷→水相当するものじゃなくてガラス転移(HDL→HDA、LHL→LDA)やHDA→LDA転移に伴うもの
さらに言うと温めるとアモルファス氷→結晶化氷になって逆に潜熱を放出することもある
今回の成果はHDA→LDAという分子配置の変化で流動的な移動が観測されたこと
つまりabcdという分子配列がABCD、ADBC、ACBDなどになり得るのを観察した
固体だとそういうわけにはいかない >>63
固体だぞ・・・・・。
理系云々以前の問題だぜ。 えーーーっと
急速冷凍した氷は石炭みたいなもんで
ゆっくり凍らせた氷はダイヤモンドみたいなもん
って理解で良いですか？ >>63
偉そうな物言いをしたいのならば、せめて「個体」と「固体」とは区別して正しく使おうなｗ >>76
はい
氷河が流れるのはそう言うことです。 アモルファスヘッドってなんかの家電であったよな。
検索するのも面倒だ。 つまり
普通の氷よりアルファモス氷は
舐めると美味しいんだな >>65
それここで問題にしてる水分子の拡散挙動とは別物
たとえば導電性の固体中で電子がランダムにじわじわ移動する動きなんかも拡散挙動という
この記事のように物体の構成分子自体が拡散挙動するケースとは違う話 だから急速冷凍した氷は解けやすいわけか
結晶を溶解させる必要がないからかね 振動与えると凍りだしたりするのもあるし水って不思議だな 氷という単語を使うからややこしくなる
第２相の水とかそんな感じでいいだろ >>8
氷屋はな、ゆっくり凍らせて気泡の少ないおいしい氷柱を作るんだ >>96
塩加えた訳でもないのにマイナス4℃で凍らないとかな >>98
それは水です。
ピッチドロップ実験やれば、確実にわかるがｗ 人間もアモルファス化したらコールドスリープ出来るんじゃね？ 鋼を焼入れした時にできる残留オーステナイトみたいなもの？ >>8
実際、食品系は急速冷凍してるよ。
この間、ＦＯＯＭＡ見に行ったら、電波あてながら冷やすと水が結晶構造を取りにくいらしい。 過冷却は実験室の試薬でよくあったなぁ
テン！ってマイクロチューブ叩くとピシピシって感じで凍るのはなんだか楽しい この間、常温の水でも2つの状態があるってニュースなかった？ HDA -> LDA ではなくて、HDA から直接水にはいけんのか？ アモルフィス氷の種類が変わるときの温度って何度なの？ アモルフィス氷って、宇宙から落ちてきそうな名前だなｗ >>108
俺の携帯電話はまだＦＯＭＡです。
>>109
電波だって。
実際に稼働している企業を知っていて導入後に工場も見学した。
その製品も喰ってるけど、導入前後で何が違っているか、正直わからん。 >>111
HDAは超高圧かけて作る
高圧条件で解凍すればそのまま水（HDL）になる 冷凍食品て鮮度を落とさない為に瞬間冷凍されてるせど
液体のままだから鮮度が落ちないんだね つまり、ガラスは液体という結論に至ったと
長かった >>116
鮮度が落ちないのは個体氷でも同じ。液体氷だと結晶化しないから体積が増加しないので食品の破壊が少ないからだと思う >>116
そればっかじゃなくて、最後に軽く水かけて、表面に氷の被膜を作って、
酸化を防止していたりもする。
瞬間冷凍というか、急いで温度を下げるのは、生物・化学反応が進み
やすい温度帯にある時間を極力減らすため。
いろいろな方法の組み合わせ。 昔から氷屋の氷は溶けにくいという都市伝説があったけど
本当やったんやな アホかよコイツら。
固体の状態が複数あるって話だろ。
すべてはOHの電気双極子がなせるワザにすぎんし、
なにが液体だよ氏ね スレチなのはわかりますが質問いいですか？
鉄粉はどう処分したらいいですか？燃えるゴミで出したら発火する可能性ありますよね？水で発火する可能性とネットで書いてあったので
量は１０ｃｍ×２０ｃｍの箱に入ってる程度です
出来たらお金かけずに簡単に処理する方法をお願いします >>127
サプリメントとして、毎日0.1gwを食してください。 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
