Исследователи из Университета Цюриха придумали липидный материал, в котором обычная чистая вода просто не может превратиться в лед: для образования кристаллов нет места.
Фото: Валерий Мельников, Коммерсантъ / купить фото
Группа цюрихских физиков и химиков во главе с Раффаэле Медзенгой и Эхудом Ландау синтезировали из липида (жироподобного вещества) моноацилглицерина липидную мезофазу. Это промежуточное между твердым телом и жидкостью агрегатное состояние вещества — в частности, клеточные мембраны существуют в форме мезофазы. В быту примером мезофазы служит желатин.
У цюрихских ученых синтезированные липиды спонтанно свились в некое подобие как раз клеточной мембраны, иначе говоря, повели себя так, будто они естественные липиды. А после того как искусственные липиды в мембрану свились, они приобрели одинаковую форму и сложились в сеть трубочек диаметром менее одного нанометра каждая.
Образование льда — всем известный процесс: наливаешь воду в формочку, ставишь ее в морозильник, и через пару часов можно кубики льда класть куда нужно. Если рассмотреть кристаллы льда, видно, что молекулы воды организованы в правильные трехмерные структуры; в жидкой же воде молекулы организованы беспорядочно.
И вот что важно понимать про сеть нанотрубочек: это не формочка для льда, в нанотрубочках недостаточно места, чтобы расположиться кристаллу льда. Поэтому вода остается беспорядочно организованной, то есть не замерзает. Липидная структура, кстати, не замерзает тоже!
С помощью жидкого гелия исследователи довели это искусственное подобие мембраны до температуры –263°С, что всего на 10 градусов выше абсолютного нуля. Только при этой температуре вода стала, как определили ее состояние исследователи, стекловидной.
Подобные же явления наблюдаются у некоторых бактерий, которые умудряются выживать в экстремально (но все-таки не космически) холодных условиях.