В этом состоянии молекулы воды остаются на определенных позициях, как в твердом теле, но движутся быстро и свободно, как в жидкости. Новое открытие помогло лучше понять, как вода ведет себя в очень узких пространствах, например в наноканалах, белках или искусственных материалах.

Чтобы наблюдать эту фазу, исследователи создали специальные кристаллы с маленькими каналами диаметром около 1,6 нанометра и заполнили их тяжелой водой (D2O). Используя метод магнитно-резонансной спектроскопии (NMR), они зафиксировали трехслойную структуру воды внутри каналов.

«Премельтинговое состояние возникает, когда не полностью связанные водные молекулы начинают плавиться еще до того, как полностью замерзшая структура льда начинает таять. Это новая фаза воды, где замерзшие слои и медленно движущиеся молекулы существуют одновременно», — объясняет профессор Макото Тадокоро.

Ученые также выяснили, что молекулы воды в этом состоянии вращаются так же быстро, как в жидкой воде, хотя их позиции остаются почти фиксированными, как в твердом теле. Это открытие важно для понимания, как вода и ионы проходят через белки и мембраны, и может помочь в создании новых материалов, например для хранения газов или искусственных гидратов.