常識告訴我們，水在0°C(32°F)下結冰，但如果在其中加入一些創造性的科學呢?瑞士的研究人員找到了一種方法，可以在不凍結水的情況下將水的溫度降低到-263°C(-441.4°F)，這為我們在極端溫度下研究分子結構提供了一些有趣的可能性。
當水被冷卻到零度時就會變成冰，表面上的分子開始結晶並變成冰，冰會擴散到附近的分子，並持續到整個水體凍結成固體。在這種形式下，水分子被組織成一個三維晶格結構，這與常規水分子的無序狀態非常不同，失去了允許水分子自由流動的特性。
那麼，如果水可以被冷卻到低於冰點的溫度，而不形成使其具有這種堅固性的冰晶，那會怎麼樣呢?蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)和蘇黎世大學(University of Zurich)的物理學家和化學家已經找到了一種新的方法，這種方法的核心是一種新的生物物質，他們稱之為脂質中間相。其中的分子與天然脂肪分子或脂類的行為方式非常相似，它們會自行聚集並自組裝成膜。
這些薄膜形成了一個直徑小於納米的微觀通道網絡，不幸的是，對於那些可能形成冰晶的分子來說，根本沒有形成的空間。這意味著，當水被添加到結構中，即使冷卻到極端溫度，它仍然處於無序的流動狀態。
為了觀察它們能走多遠，研究人員取了一些液氦，把它們的脂質中間相結構冷卻到零下263攝氏度，他們注意到這個溫度比絕對零度高10攝氏度，沒有那些表面上可怕的冰晶的跡象。這不僅僅是一個很酷的科學實驗，它還能幫助我們對物質在如此極端的溫度下的行為有新的理解。
“在正常凝固過程中，當冰晶形成時，它們通常會損壞和破壞細胞膜和重要的大生物分子，這阻止了我們在它們與脂質膜相互作用時確定它們的結構和功能，”蘇黎世聯邦理工學院食品和軟物質實驗室的拉斐爾·梅贊加教授解釋說。
這正是去年馬薩諸塞州總醫院開展類似研究的兩難境地，在那裡，科學家們想出了一種新的過冷技術，用碳氫化合物基油密封水面。這防止了水與空氣相遇，空氣是第一批冰晶形成的地方，並允許它們在-20℃(-4℃)下儲存液態水樣本。
這種工作為其他研究人員以不同的方式理解自然分子的結構和功能開闢了重要的可能性。它還可以用於防止水結冰的場景，比如機場跑道。
Mezzenga說:“但是我們的工作並不是針對奇異的應用。我們的主要目的是為研究人員提供一種新的工具，在沒有冰干擾晶體的情況下促進分子結構的低溫研究，並最終了解生命的兩個主要成分，即水和脂類，在極端溫度和幾何約束條件下是如何相互作用的。”
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