Учені знайшли нові форми води

24/06/2009

Учені з Індії і Італії стверджують, що їм вдалося виявити дві форми рідкої води. Існування цих форм було передбачено теоретично, проте виявити їх експериментально поки що нікому не вдавалося. Коротко про роботу пише портал Nature News.

У води спостерігається цілий ряд незвичайних фізичних властивостей. Так, на відміну від більшості інших рідин, щільність води при замерзанні зменшується, а не збільшується. Максимальну щільність рідка вода має при чотирьох градусах Цельсія. Якби вода була "стандартною" рідиною, то її щільність була б максимальною при нулі градусів Цельсія, безпосередньо перед переходом в тверду фазу. Особливості води пояснюються наявністю між її молекулами водневих зв'язків. Вони є відносно слабкими, але коли йдеться про велику (точніше, величезному) кількість молекул, вони починають відігравати істотну роль.

У 1992 році група учених під керівництвом Джина Стенлі (Gene Stanley) з Бостноського університету в Массачусетсі висловила припущення, що при низьких температурах і високих тиск водневі зв'язки можуть забезпечити існування двох форм води. Перша форма одержала назву рідини низької щільності ("мережа" зв'язаних водневими зв'язками молекул рихла), а друга - рідини високої щільності (частина водневих зв'язків розривається, і молекули води "стискаються" щільніше). Між двома формами води можливі фазові переходи, подібні переходам між твердою і рідкою фазами. Теорія Стенлі і колег пояснювала особливості води саме конкуренцією між двома формами.

Свої висновки група зробила тільки на підставі комп'ютерної моделі, без експериментального підтвердження. Однієї з труднощів, перешкоджаючих проведенню дослідів, була неможливість зберегти воду в рідкому стані при потрібній температурі - нижче -75 градусів Цельсія. Автори нової роботи вирішили "замкнути" рідку воду в осередки з льоду.

За допомогою технології електронного парамагнітного резонансу учені вивчали рухливість молекул води в крихітних крижаних осередках при температурі біля -183 градусів Цельсія. Дослідники спостерігали за переміщеннями спеціального зонда, поміщеного в осередки і не здатного проникати в крижані стінки. "Щільна" фаза води є більш в'язкою, відповідно рух зонда в ній повинен сповільнюватися. У "рихлій" фазі він повинен переміщатися швидше.

За результатами експериментів учені зробили, що при температурах від -140 до 0 градусів Цельсія в осередках присутні обидві фази води. При зміні температури співвідношення "щільної" і "рихлої" води змінюється.

З висновками нової роботи згодні не всі фахівці. На думку деяких з них, наведених експериментальних даних недостатньо для однозначного твердження, що в осередках присутні саме вода в різних фазах. Також існує думка, що помічені авторами зміни в русі зонда пояснюються тим, що при замерзанні води вивільняє в осередки що містилися в ній домішки (аналогічно до того, як при випаровуванні морської води залишається сіль).

Зовсім нещодавно з'явилася робота, автори якої вивчали нові форми твердої води - льоду. Вони змогли отримати його новий тип, який називається XV (п'ятнадцятий з вже відомих).

Повернутися до списку публікацій



Останні новини

Статті

Попередні публікації