اگر تلاش کنید روغن را منجمد کنید، چه اتفاقی می‌افتد؟

شاید تا به حال برایتان پیش آمده باشد که هنگام کار با خودرو یا حتی وقتی قصد داشتید باقی‌مانده خورشت خوشمزه‌ای را منجمد کنید، از خود پرسیده باشید: «اگر بخواهم روغن را منجمد کنم، چه اتفاقی می‌افتد؟» پاسخ ساده این است که روغن مانند آب یخ نمی‌زند، اما دلیل علمی این تفاوت جالب است و به ساختار شیمیایی روغن‌ها برمی‌گردد.

برای درک اینکه چرا روغن‌ها یخ نمی‌زنند، ابتدا باید بدانیم که چرا آب در دمای صفر درجه سانتی‌گراد یخ می‌زند. یخ زدن فرآیندی فیزیکی است که در آن مایع حرارت خود را از دست می‌دهد و به حالت جامد تبدیل می‌شود.

در آب، هنگامی که دما پایین می‌آید، مولکول‌های آب به یکدیگر نزدیک‌تر می‌شوند و شروع به سازمان‌دهی می‌کنند. این مولکول‌ها به‌صورت منظم کنار هم قرار می‌گیرند و ساختار کریستالی شش‌ضلعی تشکیل می‌دهند که همان ساختار بلورهای یخ است که همه ما با آن آشنا هستیم. این نظم دقیق و زیبای مولکول‌های آب باعث می‌شود یخ شفاف و محکم باشد.

ماکسیم لاورنتوویچ، استاد بیوفیزیک نظری در دانشگاه تنسی، توضیح می‌دهد که «الگوهای پیچیده‌ای که در طبیعت مشاهده می‌کنیم، از جمله در گیاهان، حیوانات، سنگ‌ها یا فوم‌ها، در نهایت نتیجه رفتار و تعاملات مولکول‌ها و اتم‌ها هستند.»

اما در مورد روغن‌ها، قضیه متفاوت است. روغن‌ها موادی غیرقطبی و نامحلول در آب هستند، به این معنا که مولکول‌های روغن به‌طور طبیعی تمایلی به ترکیب شدن با مولکول‌های آب ندارند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که مولکول‌های روغن نتوانند به همان شیوه منظم مولکول‌های آب به‌هم بچسبند و ساختار کریستالی مرتب تشکیل دهند.

با این حال، این به معنای این نیست که روغن‌ها هیچ تغییری نمی‌کنند. وقتی دمای روغن پایین می‌آید، ویسکوزیته آن (یعنی غلظت یا چسبندگی) افزایش می‌یابد. به عبارت دیگر، روغن در دماهای پایین غلیظ‌تر می‌شود و جریان آن سخت‌تر می‌شود.

اگر دما به اندازه کافی پایین برود، برخی روغن‌ها ممکن است به نظر جامد برسند، زیرا مولکول‌های آن‌ها انرژی لازم برای حرکت آزادانه را از دست می‌دهند. با این حال، برخلاف آب، این تغییر حالت در روغن هیچ‌گاه به شکل یک نقطه انجماد مشخص و ثابت مانند یخ زدن آب رخ نمی‌دهد.

در بعضی موارد خاص، مانند کره کاکائو، روغن می‌تواند ساختارهای کریستالی شبیه یخ بسازد، اما این فرایند فقط در شرایط خاص رخ می‌دهد و همچنان نقطه انجماد مشخصی ندارد.

ویژگی یخ نزدن روغن‌ها در دماهای پایین در خودروها مزیتی مهم دارد. در دماهای پایین، روغن موتور مانند آب یخ نمی‌زند، به این معنا که می‌تواند به راحتی در داخل موتور حرکت کند و قطعات آن را روانکاری کند. این ویژگی به خودرو کمک می‌کند تا در هوای سرد عملکرد خوبی داشته باشد.

اما در کنار این مزیت، یکی از مشکلات بزرگ در سرما این است که روغن‌ها غلیظ‌تر می‌شوند و پمپاژ آن‌ها به قطعات حیاتی موتور دشوارتر می‌شود. این افزایش غلظت می‌تواند باعث تأخیر در رسیدن روغن به قسمت‌های مختلف موتور و در نتیجه افزایش سایش در زمان استارت خوردن خودرو شود.