18+

Артур Скальский

©  Lenta.Ru

Наука и техника Мир

4491

09.02.2011, 12:59

У воды обнаружили неизвестные квантово-механические свойства

На нанометровых расстояниях у воды появляются свойства, которые нельзя объяснить иначе, как с привлечением квантовой механики. Такой вывод был сделан учеными по итогам серии экспериментов.

Статья исследователей пока не опубликована в рецензируемом научном журнале, но ее препринт доступен на сайте arXiv.org. Коротко о работе пишет портал Physics World.

Вода обладает рядом свойств, которые делают эту жидкость уникальной. В частности, H2O обладает максимальной плотностью при температуре плюс четыре градуса Цельсия. Благодаря этой особенности земные водоемы замерзают не снизу вверх, а сверху вниз, и в них в холодное время года могут обитать живые существа. Многие необычные характеристики воды объясняются тем, что ее молекулы связаны между собой особым типом нековалентных связей, получившем название водородной связи. Такие связи образуются между атомом водорода, который связан с так называемым электроотрицательным атомом (в случае воды - с кислородом), и другим электроотрицательным атомом, находящимся в той же или соседней молекуле.

Авторы новой работы проверяли, насколько хорошо модель, описывающая свойства воды только с опорой на водородные связи (так называемая электростатическая модель), согласуется с данными экспериментов. Ученые отслеживали такой параметр как распределение протонов в молекулах воды по уровням кинетической энергии. Исследователи "загоняли" молекулы H2O в углеродные нанотрубки диаметром 1,6 нанометра, и подвергали систему воздействию высокоэнергетичных нейтронов, которые производил источник ISIS из лаборатории Резерфорда-Эпплтона в Оксфордшире, Великобритания.

Из-за того, что нейтроны обладали очень высокой энергией, они успевали отразиться от встреченных на пути протонов до того, как последние успевали провзаимодействовать с окружающими их частицами. Таким образом, анализируя данные о рассеянии нейтронов после прохождения сквозь образец, ученые получали информацию о нативном распределении протонов по энергиям. Оказалось, что энергия сильно зависит от температуры: ее среднее значение было на 50 процентов больше предсказанного электростатической моделью при низких температурах, и на 20 процентов - при комнатной температуре. Внутри нанотрубок с диаметром 1,4 нанометра средняя энергия протонов оказалась на 30 процентов ниже, чем у воды, не помещенной в ограниченное пространство.

Также исследователи проверили, как будут распределяться по энергиям протоны в воде, помещенной в особый мембранный материал Nafion, который используется для производства топливных элементов. Ученые показали, что средняя энергия была на 30 процентов выше, чем у воды в "обычном" состоянии.

Авторы новой работы полагают, что, когда молекулы воды находятся на очень близком расстоянии друг от друга и "сдавлены" из-за маленького объема доступного пространства, протоны в них переходят в пока не описанное физиками квантовое состояние. Ученые отмечают, что квантово-механические свойства воды могут определять ее "поведение" в живых клетках, так как там расстояние между молекулами примерно соответствует тому расстоянию, на котором они находились в эксперименте.

Артур Скальский

©  Lenta.Ru

Наука и техника Мир

4491

09.02.2011, 12:59

URL: https://m.babr24.net/?ADE=91572

bytes: 3114 / 3114

Поделиться в соцсетях:

Экслюзив от Бабра в соцсетях:
- Телеграм
- ВКонтакте

Связаться с редакцией Бабра:
[email protected]

Другие статьи и новости в рубрике "Наука и техника"

Все предприятия компании En+ Group получили паспорта готовности к отопительному периоду от Минэнерго России

Все предприятия компании En+ Group, ведущего вертикально интегрированного производителя алюминия и возобновляемой электроэнергии, получили паспорта о ...

Все предприятия компании En+ Group получили паспорта готовности к отопительному периоду от Минэнерго России

Все предприятия компании En+ Group, ведущего вертикально интегрированного производителя алюминия и возобновляемой электроэнергии, получили паспорта о ...

Стать астронавтом не выходя из дома

14 ноября состоится исторический день запуска корабля Crew Dragon компании Space X на ракете Falcon 9.

Автор: Николай Наумов.

Источник: Babr24.com.

Наука и техника

Мир

9651

13.11.2020

Четыре физика из Красноярска попали в список влиятельнейших ученых планеты

Известный профессор-эпидемиолог Стэнфордского университета Джон Иоаннидис и его коллеги обнародовали базу данных самых влиятельных ученых планеты.

Иркутская ГЭС компании En+ Group снижает объем сбросных расходов

С 9 ноября на Иркутской ГЭС компании En+ Group, ведущего вертикально интегрированного производителя алюминия и электроэнергии, снизятся сбросные ...

Источник: Babr24.com.

Наука и техника

Иркутск

5699

09.11.2020

Компания En+ Group начала капитальный ремонт и реконструкцию гидроагрегата №4 на Красноярской ГЭС

На Красноярской ГЭС компании En+ Group, ведущего вертикально интегрированного производителя алюминия и возобновляемой электроэнергии, в октябре ...

В Томской области беспилотник доставил медицинский груз в отдалённый посёлок

Компания «Аэромакс» провела испытания по доставке дронами медицинских грузов в труднодоступные районы Томской области.

Источник: Babr24.com.

Наука и техника

Томск

5507

04.11.2020

Игры Разумова: грязное белье серийных защитников иркуцкости

Когда бывший вице-мэр Иркутска Дмитрий Разумов в очередной раз вернулся в родные пенаты и рассказал, как зарабатывать на деревянном Иркутске, сначала ...

Автор: Лера Крышкина.

Источник: Babr24.

Наука и техника, Расследования

Иркутск

39394

02.11.2020

Иркутские учёные рассказали об особенностях байкальских рачков-экстремалов

Eulimnogammarus cyaneus — эндемичный байкальский гаммарус (рачок), обитающий в Байкале.

Автор: Миша Ковальски.

Источник: Babr24.com.

Наука и техника

Иркутск

13676

28.10.2020

Нидерландские учёные советуют обниматься с коровами

Устали, чувствуете нервозность, хотите спокойствия и отдыха? Теперь необязательно тратиться на успокоительные препараты.

Автор: Миша Ковальски.

Источник: Babr24.com.

Наука и техника, Братья меньшие

Мир

10410

25.10.2020

Блогнот. Только метаболизм и никакого сексизма!

«Доля ты!– русская долюшка женская! Вряд ли труднее сыскать» писал два века назад Николай Алексеевич.

Автор: Максим Тимофеев.

Источник: Babr24.

Наука и техника

Иркутск

9903

23.10.2020

Россия отказалась вступать в международный проект по освоению Луны

Международный масштабный лунный проект, который продлится более 10 лет, скорее всего, пройдёт без России.

Автор: Миша Ковальски.

Источник: Babr24.com.

Наука и техника

Мир

10503

19.10.2020