Ученые раскрыли секрет структуры воды
12 августа 2009, 22:14 [ «Аргументы Недели» ]
Ученые - авторы нового исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, пишут в своей работе, что аномальные свойства воды, определяющие, в том числе, и наличие жизни на Земле - её переменная плотность, высокая теплоемкость и большое поверхностное натяжение, объясняются двумя типами структур, в которые самоорганизуются молекулы жидкости, передает РИА Новости.
Известны 66 необъяснимых свойств воды, отличающих её от большинства других химических веществ, встречающихся в жидком состоянии.
Плотность жидких химических веществ увеличивается с понижением температуры. Однако плотность воды максимальна при 4 градусах Цельсия. При дальнейшем понижении температуры этот параметр убывает.
Не будь этого уникального свойства у воды, мелкие водоемы в зимний период промерзали бы, соответственно, возможно выживали бы простейшие бактерии экстремофилов.
Вода обладает огромной теплоемкостью. Теплые океанические течения согревают многие северные регионы планеты, принося тепло из южных широт.
Высокое поверхностное натяжение жидкой воды, благодаря капиллярным силам, обеспечивает питание гигантским деревьям.
Объяснить эти свойства на основании строения и химических параметров молекул воды ученые до недавнего времени не могли. Секрет крылся в структуре, в которую самоорганизуются молекулы жидкой воды.
Команда Андерса Нильсона, ведущего специалиста Стенфордского центра синхротронного излучения, благодаря новейшим методам изучения строения жидкостей с использованием мощного рентгеновского излучения, получаемого с помощью больших ускорителей элементарных частиц, выяснила, что молекулы воды формируют не одну структуру, а одновременно два типа структур, сосуществующих в жидкости вне зависимости от температуры. Один тип структуры формируется в виде сгустков примерно по 100 молекул, структура которых напоминает структуру льда. Второй тип структуры, окружающей сгустки, гораздо менее упорядочен.
Увеличение температуры вплоть до точки кипения воды приводит к некоторому искажению структуры сгустков и уменьшению их количества и доминированию разупорядоченной структуры.
Это объясняет нелинейную зависимость плотности воды от температуры.
