Превратить воду в лед легко, просто положить в нужной формочке и он через определенное время, в зависимости от окружающей температуры, заледенеет и примет нужную форму. Происходит это из за кристаллизации молекул, которые в жидком состоянии воды имеют слабую связь между собой и постоянно двигаются, при понижении температуры замедляются и прочно связываются и упорядочиваются. Поэтому вода не может принять форму. Чем чище вода, тем ниже должна быть температура, для того, чтобы стать льдом.

Жидкость выдерживающая любой мороз
Команда химиков и физиков Цюрихского университета и Швейцарской высшей технической школы, возглавляемые Эхудом Ландау и Раффаэле Мецценга обнаружили нестандартный метод, мешающий воде из жидкого состояния превратится в кристаллизованное.
Жидкость не кристаллизуется даже в самых экстремальных условиях - вплоть до -263 градуса по Цельсию.

О поиске нового способа

Первым шагом ученых была разработка и синтезирование новых классов липидов, жировых молекул, чтобы произвести форму "мягкого" биологического вещества - липидная мезофаза. Это агрегатное состояние вещества, образующееся в промежутке между превращением жидкого в твердое, ближайший аналог - желатин. В данном веществе липиды в произвольном порядке группируются и соединяются, превращаясь в мембраны, действующие идентично молекулам органического жира, после соединения образуют сеть объединенных "труб" диаметром меньше нанометра.  Новая форма произведенных липидных молекул, объем воды, температура вместе создают структуру липидной мезофазы.

Далее воду перемешали с липидной мезофазой. Ученые добились охлаждения липидной мезофазы, сформированную из химически модифицированного моноацилглицерина, до температуры -263 по Цельсию, применив жидкий гелий. Эта температура близка к абсолютному нулю -273,15, после исследования воды кристаллы льда не были найдены.
При такой температуре модифицированная вода превратилась в "стеклообразную", что ученые демонстрировали при моделировании.

В узких проходах липидной мезафазы недостаточно пространства для кристаллов льда, поэтому жидкость находится в хаотичном состоянии из-за этого даже при таких низких показателях термометра, не замораживаются вода и липиды.
По словам профессора лаборатории пищевых и мягких веществ ETH Zurich Р. Мецценга - эффект достигается соблюдением определенного соотношения воды и липидов. Именно количество воды в субстанции выдает необходимый градус, при достижении которого происходят изменения в геометрии мезофазы. К примеру, если в смесь добавлено 12% жидкости, строение мезофазы примерно при 15% по Цельсию, из кубической решетки примет пластинчатую структуру.

Натуральная "Незамерзайка" для микроорганизмов

Самое сложное в производстве данных липидов - их синтезирование и очищение. Сложность в том, что обе части молекулы имеют противоположные свойства, первая гидрофильная - притяжение воды, вторая гидрофобная - отталкивание воды. Это делает работу с ними технически сложной.
Новый биоматериал, состоящий из воды и липидных мембран, сложный по структуре, мешает воде проникать к гидрофобной части, направляя ее к гидрофильным.

Были смоделированы новые липиды, состоящие из мембран подходящих бактерий, которые выделяют особые самоорганизующиеся липиды, мешающие жидкости проникнуть внутрь, способствующие выживанию в экстремальных условиях.
Строение, позволяющее достигнуть нужного эффекта, заключается в образовании небольших колец в гидрофобных частях липидов, создающих искривления, образуя маленькие "водопроводы", мешающих кристаллизации.

Применение материала

Основной сферой применения - вспомогательный инструмент, например, для биологических исследований больших биомолекул, вроде белков. За неимением других возможностей, образцы хранят в воде с быстро пониженной температурой, чтобы уменьшить разрушение или применяют витрификацию - моментальное замораживание (в криоэлектронной микроскопии).

Данное открытие дает новые возможности в изучении биологических материалов при экстремальных ситуациях, без их разрушения.