Лента TH Новости Глобальные вызовы


Вода существует как две разные жидкости

∴ 403

Обычно мы рассматриваем жидкую воду как неупорядоченную совокупность молекул, которые постоянно перестраиваются в новые структуры. Однако теперь ученые из Стокгольмского университета обнаружили две фазы жидкости с большими различиями в структуре и плотности.

559

Большинство из нас знает, что вода необходима для нашего существования на планете Земля. Менее известно, что вода имеет много странных или аномальных свойств и ведет себя иначе, чем другие жидкости. Некоторые примеры – температура плавления, плотность, а всего их насчитывается более 70-ти. Эти аномальные свойства воды являются предпосылкой для создания жизни.

Новое замечательное свойство состоит в том, что вода может существовать как две разные жидкости при низких температурах, где кристаллизация льда идет медленно.Андерс Нильссон, профессор химической физики Стокгольмского университета.

Прорыв в понимании воды был возможен благодаря сочетанию исследований с использованием рентгеновских лучей в Национальной лаборатории Аргонн вблизи Чикаго, где были продемонстрированы две различные структуры, и в большой рентгеновской лаборатории DESY в Гамбурге, где можно было исследовать динамику и увидеть, что обе фазы на самом деле были жидкими. Таким образом, вода может существовать как две разные жидкости.

Очень здорово иметь возможность использовать рентгеновские лучи для определения относительных положений между молекулами в разное время. Мы, в частности, смогли следить за преобразованием образца при низких температурах между двумя фазами и продемонстрировали, что существует диффузия, типичная для жидкостей. Фивос Перакис, постдокторант в Стокгольмском университете.

Когда мы думаем о льде, он чаще всего представляется упорядоченной кристаллической формой, которую вы выходите из ящика с ледяным покровом, но наиболее распространенная форма льда на нашей планете, это аморфная, неупорядоченная, и существуют две формы аморфного льда, с низкой и высокой плотностью. Две формы могут взаимно конвертироваться и были предположения, что они могут быть связаны с низко- и высокоплотными формами жидкой воды. Экспериментально исследовать эту гипотезу было большой проблемой, которую сейчас преодолела стокгольмская группа.

Эти новые результаты не только создают общее понимание воды при различных температурах и давлениях, но также и то, как на воду влияют соли и биомолекулы, важные для жизни. Кроме того, повышенное понимание воды может привести к новым представлениям о том, как очищать и опреснять воду в больших объемах.

Филипп Дончев