Во откритие кое го менува нашето разбирање за навидум обична супстанца, јапонските научници открија дека водата може истовремено да се однесува и како течност и како цврста супстанца кога е ограничена во наноскопски простори.
Во обичниот мраз, молекулите на водата се неподвижни, додека во течна вода се движат слободно, формирајќи и раскинувајќи водородни врски. Сега, научниците од Универзитетот за природни науки во Токио го потврдија постоењето на состојба „пред-топење“, во која двете однесувања се случуваат истовремено.
Во состојба пред топење, водата почнува да се топи иако молекулите сè уште не се целосно поврзани со водородни врски, и пред самата ледена структура да почне да се топи при загревање. Ова претставува нова фаза на водата во која замрзнатите слоеви на H₂O коегзистираат со бавно движечкиот H₂O, објасни Макото Тадокоро, хемичар на Универзитетот за науки во Токио, во статија објавена на веб-страницата на универзитетот.
За да ја набљудува оваа тешко достапна состојба, тимот користел таканаречена „тешка вода“ (D2O), во која атомите на водород се заменети со деутериум, форма на водород кој има дополнителен неутрон во неговото јадро. Тие го замрзнале во кристали во форма на прачка со хидрофилни канали широки само 1,6 нанометри, потоа постепено го загревале и ги следеле промените користејќи деутериумска НМР спектроскопија во цврста состојба, инструмент што може да го следи движењето на молекулите. Нивното истражување беше објавено во списанието на Американското хемиско друштво.
Процесот откри тројна молекуларна структура. Тадокоро додаде дека со создавање на нови мрежести структури од мраз, можно е да се складираат енергетски гасови како водород и метан и да се развијат материјали на база на вода, како што се вештачки гасни хидрати.
Гасните хидрати се цврсти материи кои се формираат кога молекулите на гасот (како метан или водород) се „заробени“ во мрежа од молекули на вода при ниски температури и висок притисок. Тие изгледаат како мраз што содржи гас и понекогаш се нарекуваат „запален мраз“ бидејќи кога се палат, гасот во нив гори додека мразот се топи.
