Китайские физики обнаружили, что лед в замерзающих каплях имеет пористую структуру, которая образуется из-за высвобождения пузырьков растворенного в воде газа. При этом размер капель, температура и свойства подложки практически не сказываются на протекании этого процесса.

Кроме того, ученые построили теоретическую модель процесса. Статья опубликована в Physical Review Fluids, препринт работы ученые выложили на ResearchGate.net.

Во многих случаях намерзание льда является технической проблемой, от которой нужно избавиться. В частности, этот процесс сокращает урожай озимых, снижает подъемную силу обледеневшего самолета и ухудшает теплопередачу в обогревателях. В течение последних тридцати лет физики активно изучали процесс обледенения и в конце концов разработали несколько способов, которые должны снизить его скорость. Некоторые ученые покрывают поверхность узором наноструктур, другие снижают коэффициент прилипания льда, третьи заставляют намерзающие капли самим скатываться с поверхности.

Тем не менее, у этих исследований есть и общая черта: все они предполагали, что замерзающий лед является сплошной средой без дефектов. Но на практике это условие выполняется редко — как правило, в воде растворены газы, пузырьки которых высвобождаются при замерзании и захватываются льдом. Чтобы убедиться в этом, достаточно заморозить в холодильнике несколько кубиков льда.

Несколько лет назад группа физиков под руководством Якко Снуэйера (Jacco Snoeijer) случайно обнаружила похожий процесс в каплях, в которые собирается вода, разлитая по плоской поверхности. Тем не менее, до сих пор ученые пренебрегали образованием пузырьков внутри таких капель (или просто его не замечали).

Группа ученых под руководством Дуншэн Веня (Dongsheng Wen) тщательно исследовала этот процесс и показала, что для всех капель он протекает по одинаковому сценарию, также исследователи разработали теоретическую модель процесса.