Een team van wetenschappers van het Swiss Federal Institute of Technology (ETH) en de Universiteit van Zürich hebben een nieuwe manier gevonden om te voorkomen dat water zelfs bij zeer lage temperaturen in ijskristallen verandert. Tijdens de experimenten van deze wetenschappers bleef de structuur van water zelfs bij een temperatuur van -263 graden Celsius overeenkomen met de vloeistoffase.
En, zoals vaak het geval is in de wetenschap, werd de ontdekking van "niet-bevriezend water" een nevenontdekking toen wetenschappers bezig waren met de synthese van een nieuwe klasse van lipidensubstanties om een synthetische vorm van biologische materie te creëren die lipide mesofase wordt genoemd.
Tijdens de synthese van een nieuw materiaal vormden lipiden via een zelfassemblageproces membranen die de eigenschappen van grote en dikke moleculen vertoonden. In deze membranen werd een heel netwerk van dunste kanalen gevormd, met een diameter van minder dan een nanometer. Het water dat deze kanalen vulde, had simpelweg niet genoeg ruimte om ijskristallen te vormen toen de temperatuur daalde.
De wetenschappers gebruikten vloeibaar helium om de lipidenmesofase af te koelen tot -263 graden Celsius, slechts tien graden boven het absolute nulpunt. En zelfs onder dergelijke omstandigheden veranderde het water in de kanalen van het lipidemembraan niet in ijs, maar bleef het in een vloeibare toestand.
De belangrijkste interesse van wetenschappers in deze studies was de verhouding van water en lipiden in het lipide mesofasemateriaal, dat enkele van de verbazingwekkende eigenschappen van een dergelijk materiaal bepaalt. Het bleek dat als het mengsel 12 procent water bevat, de structuur van de mesofase bij -15 graden Celsius verandert van kubisch naar schilferig.
De lipidemembranen die wetenschappers hebben gesynthetiseerd, zijn kopieën van de celmembranen van bepaalde soorten bacteriën, die dankzij deze membranen kunnen overleven in zeer koude omgevingen. En een nieuw zacht synthetisch materiaal, dat door wetenschappers is gemaakt, kan worden gebruikt in gevallen waarin het nodig is om het proces van bevriezing van water bij lage temperaturen te voorkomen.
