常识告诉我们，水在0°C(32°F)下结冰，但如果在其中加入一些创造性的科学呢?瑞士的研究人员找到了一种方法，可以在不冻结水的情况下将水的温度降低到-263°C(-441.4°F)，这为我们在极端温度下研究分子结构提供了一些有趣的可能性。
当水被冷却到零度时就会变成冰，表面上的分子开始结晶并变成冰，冰会扩散到附近的分子，并持续到整个水体冻结成固体。在这种形式下，水分子被组织成一个三维晶格结构，这与常规水分子的无序状态非常不同，失去了允许水分子自由流动的特性。
那么，如果水可以被冷却到低于冰点的温度，而不形成使其具有这种坚固性的冰晶，那会怎么样呢?苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)和苏黎世大学(University of Zurich)的物理学家和化学家已经找到了一种新的方法，这种方法的核心是一种新的生物物质，他们称之为脂质中间相。其中的分子与天然脂肪分子或脂类的行为方式非常相似，它们会自行聚集并自组装成膜。
这些薄膜形成了一个直径小于纳米的微观通道网络，不幸的是，对于那些可能形成冰晶的分子来说，根本没有形成的空间。这意味着，当水被添加到结构中，即使冷却到极端温度，它仍然处于无序的流动状态。
为了观察它们能走多远，研究人员取了一些液氦，把它们的脂质中间相结构冷却到零下263摄氏度，他们注意到这个温度比绝对零度高10摄氏度，没有那些表面上可怕的冰晶的迹象。这不仅仅是一个很酷的科学实验，它还能帮助我们对物质在如此极端的温度下的行为有新的理解。
“在正常凝固过程中，当冰晶形成时，它们通常会损坏和破坏细胞膜和重要的大生物分子，这阻止了我们在它们与脂质膜相互作用时确定它们的结构和功能，”苏黎世联邦理工学院食品和软物质实验室的拉斐尔·梅赞加教授解释说。
这正是去年马萨诸塞州总医院开展类似研究的两难境地，在那里，科学家们想出了一种新的过冷技术，用碳氢化合物基油密封水面。这防止了水与空气相遇，空气是第一批冰晶形成的地方，并允许它们在-20℃(-4℃)下储存液态水样本。
这种工作为其他研究人员以不同的方式理解自然分子的结构和功能开辟了重要的可能性。它还可以用于防止水结冰的场景，比如机场跑道。
Mezzenga说:“但是我们的工作并不是针对奇异的应用。我们的主要目的是为研究人员提供一种新的工具，在没有冰干扰晶体的情况下促进分子结构的低温研究，并最终了解生命的两个主要成分，即水和脂类，在极端温度和几何约束条件下是如何相互作用的。”
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