Опубликованный на этой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, в сотрудничестве между университетами Бристоля и Токио был предпринят новый способ понять, что делает жидкость похожей на воду.По сравнению с обычной жидкостью вода демонстрирует множество аномалий. Общие примеры включают тот факт, что жидкая вода расширяется при охлаждении ниже 4 ° C, что является причиной замерзания озер сверху, а не снизу.Кроме того, тот факт, что вода становится менее вязкой при сжатии, или ее необычно высокое поверхностное натяжение, позволяет насекомым ходить по поверхности воды.
Эти и многие другие аномалии имеют фундаментальное значение для бесчисленных природных и технологических процессов, таких как климат Земли и возможность самой жизни. С антропной точки зрения это похоже на то, что молекула воды была настроена так, чтобы обладать такими уникальными свойствами.
Исходя из наблюдения, что свойства воды кажутся точными, сотрудничество между доктором Джоном Руссо из Школы математики Бристольского университета и профессором Хадзиме Танака из Токийского университета позволило использовать мощь мощных суперкомпьютеров с использованием вычислительных моделей. медленно "настраивать" взаимодействия воды.Это показало, как аномальные свойства воды можно изменить и в конечном итоге свести к свойствам простой жидкости. Например, вместо того, чтобы плавать по воде, плотность льда можно непрерывно изменять, пока он не утонет, и то же самое можно сделать со всеми водными аномалиями.Доктор Руссо сказал: «С помощью этой процедуры мы обнаружили, что то, что заставляет воду вести себя аномально, — это наличие определенного расположения молекул воды, такого как тетраэдрическое расположение, где молекула воды связана водородными связями с четырьмя молекулами, расположенными на поверхности. вершины тетраэдра.
«Четыре таких тетраэдрических устройства могут организовываться таким образом, что они имеют общую молекулу воды в центре без перекрытия."Именно присутствие этого высокоупорядоченного расположения молекул воды, смешанного с другими неупорядоченными структурами, придает воде ее особые свойства.
«Мы думаем, что эта работа дает простое объяснение аномалий и подчеркивает исключительную природу воды, которая делает ее такой особенной по сравнению с любым другим веществом».