Свойства воды увлекали ученых на протяжении веков, но, тем не менее, ее уникальное поведение остается загадкой.
Опубликованный на этой неделе в журнале «Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки», сотрудничество между университетами Бристоля и Токио предприняло новый путь, чтобы понять, что заставляет жидкость вести себя как вода.
По сравнению с обычной жидкостью вода отображает огромное количество аномалий. Общие примеры включают в себя тот факт, что жидкая вода расширяется при охлаждении ниже 4 ° С, что отвечает за замораживание озер сверху, а не снизу.
Кроме того, тот факт, что вода становится менее вязкой при сжатии или необычно высокое поверхностное натяжение, позволяет насекомым ходить по поверхности воды.
Эти и многие другие аномалии имеют фундаментальное значение в бесчисленных природных и технологических процессах, таких как климат Земли и возможность самой жизни. С антропической точки зрения, это похоже на то, что молекула воды была настроена так, чтобы иметь такие уникальные свойства.
Исходя из наблюдения, что свойства воды кажутся точными, сотрудничество между доктором Джоном Руссо из Школы математики Университета Бристоля и профессором Хаджиме Танака из Токийского университета закрепило мощь мощных суперкомпьютеров с использованием вычислительных моделей для медленного «нечистого» взаимодействия воды.
Это показало, как аномальные свойства воды могут быть изменены и в конечном итоге сводятся к свойствам простой жидкости. Например, вместо того, чтобы плавать на воде, плотность льда может изменяться непрерывно до тех пор, пока он не опустится, и то же самое можно сделать со всеми аномалиями воды.
Доктор Руссо сказал: «С помощью этой процедуры мы обнаружили, что то, что делает воду, ведет себя аномально, - это наличие определенного расположения молекул воды, таких как тетраэдрическое расположение, где молекула воды связана водородом с четырьмя молекулами, расположенными на вершины тетраэдра.
«Четыре из таких тетраэдрических аранжировок могут организовываться таким образом, что они разделяют общую молекулу воды в центре без перекрытия.
«Это наличие этого высокоупорядоченного расположения молекул воды, смешанного с другими неупорядоченными аранжировками, которые придают воде его особые свойства.
«Мы считаем, что эта работа дает простое объяснение аномалий и подчеркивает исключительный характер воды, что делает ее такой особенной по сравнению с любым другим веществом».
