Zespół naukowców ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii (ETH) i Uniwersytetu w Zurychu odkrył nowy sposób zapobiegania zamienianiu się wody w kryształki lodu nawet w bardzo niskich temperaturach. Podczas eksperymentów przeprowadzonych przez tych naukowców struktura wody nadal odpowiadała fazie ciekłej nawet w temperaturze -263 stopni Celsjusza.
I, jak to często bywa w nauce, odkrycie „niezamarzającej wody” stało się odkryciem pobocznym, kiedy naukowcy zaangażowali się w syntezę nowej klasy substancji lipidowych w celu stworzenia syntetycznej formy materii biologicznej zwanej mezofazą lipidową.
Podczas syntezy nowego materiału lipidy w procesie samoorganizacji utworzyły membrany, które wykazywały właściwości dużych i grubych cząsteczek. W tych membranach powstała cała sieć najcieńszych kanałów o średnicy mniejszej niż nanometr. Woda wypełniająca te kanały po prostu nie miała wystarczająco dużo miejsca, aby tworzyć kryształki lodu, gdy temperatura spadała.
Naukowcy użyli ciekłego helu do schłodzenia mezofazy lipidowej do temperatury -263 stopni Celsjusza, zaledwie dziesięć stopni powyżej zera bezwzględnego. I nawet w takich warunkach woda wewnątrz kanałów błony lipidowej nie zamieniła się w lód, ale pozostała w stanie ciekłym.
Głównym zainteresowaniem naukowców w tych badaniach był stosunek wody i lipidów w materiale mezofazy lipidowej, który decyduje o niektórych niesamowitych właściwościach takiego materiału. Stwierdzono, że jeśli mieszanina zawiera 12 procent wody, to w temperaturze -15 stopni Celsjusza struktura mezofazy zmieni się z sześciennej na łuszczącą się.
Błony lipidowe, które zsyntetyzowali naukowcy, są kopiami błon komórkowych niektórych typów bakterii, które dzięki tym membranom są w stanie przetrwać w bardzo zimnym środowisku. A nowy miękki materiał syntetyczny, który został stworzony przez naukowców, może być używany w przypadkach, gdy konieczne jest zapobieganie procesowi zamarzania wody w dowolnych niskich temperaturach.