Начало Наука "Двойная жизнь" жидкой воды

"Двойная жизнь" жидкой воды

Наука
/ 1952 0
"Двойная жизнь" жидкой воды

Вода отличается от большинства других жидкостей примерно 70 свойствами: самые известные из них - теплоемкость и аномалии плотности, заставляющие воду расширяться при замерзании. В жидком состоянии вода представляет собой также очень сложную смесь «молекулярных комков», которые мгновенно меняют свою структуру и расположение.

Но еще более странно, что существует две версии так называемого аморфного водного льда. Этот некристаллический лед, гладкий как стекло, часто встречается в Солнечной системе, но очень редко на Земле. Его можно получить при быстром охлаждении жидкой воды, когда молекулы не успевают сформировать упорядоченную кристаллическую структуру. Анализы показали, что этот водный лед существует в двух формах, отличающихся по плотности: разница составляет 25 %. 

«Уже давно ученых интересует, имеют ли ли эти два вида льда соответствующие аналоги в жидкой воде, - поясняет соавтор работы Феликс Лемкулер из Немецкого электронного синхротрона (DESY) в Гамбурге. - Однако это очень трудно измерить. Даже если в жидкой воде есть оба варианта, они постоянно смешиваются, трансформируются друг в друга, и нет никакого способа их разделить».

Но физики преодолели это препятствие. Сначала они охлаждали воду высокой чистоты до -150 °C, превращая в аморфныый лед высокой плотности. Затем они медленно нагревали образец до -140 °C, рассматривая структуру воды в рентгеновском излучении. 

При этиом аморфный лед не только становится жидким: появляются две различных структуры жидкой воды, аналогичные двум вариантам льда. Сначала лед переходит в жидкую форму с высокой плотностью, а затем - с более низкой.

Открыто новое замечательное свойство воды: при низких температурах она представляет собой две различных жидкости, почеркивает руководитель исследования Андерс Нильссон из Стокгольмского университета. Его коллега Ларс Петерсон добавляет: «Короче говоря, вода не сложная жидкость, а две простых жидкости в сложных отношениях» 

До сих пор не доказано, что у воды при комнатной температуре существуют эти два варианта, но исследователи считают, что это весьма вероятно. «Новые результаты свидетельствуют о том, что вода при комнатной температуре не может решить, какую из двух форм она должна принять: с высокой или более низкой плотностью», -говорит Петерсон. 

В будущих исследованиях ученые надеются доказать «двойную жизнь» воды при комнатной температуре. В любом случае полученные результаты позволяют по-новому взглянуть на удивительный мир живой молекулы Н2O и ее необычные свойства.

Ваше мнение
9 + 8 =