|
Ученые нашли новые формы воды
|
|
24.06.2009
|
|
|
|
Ученые из Индии и Италии утверждают, что им удалось обнаружить две формы жидкой воды. Существование этих форм было предсказано теоретически, однако обнаружить их экспериментально пока никому не удавалось. Опубликованы ли результаты в каком-либо научном журнале, не сообщается. Коротко о работе пишет портал Nature News.
|
|
|
|
У воды наблюдается целый ряд необычных физических свойств. Так, в отличие от большинства других жидкостей, плотность воды при замерзании уменьшается, а не увеличивается. Максимальную плотность жидкая вода имеет при четырех градусах Цельсия. Если бы вода была "стандартной" жидкостью, то ее плотность была бы максимальной при нуле градусов Цельсия, непосредственно перед переходом в твердую фазу. Особенности воды объясняются наличием между ее молекулами водородных связей. Они являются относительно слабыми, но когда речь идет о большом (точнее, огромном) количестве молекул, они начинают играть существенную роль.
|
|
|
|
В 1992 году группа ученых под руководством Джина Стэнли (Gene Stanley) из Бостонского университета в Массачусетсе высказала предположение, что при низких температурах и высоком давлении водородные связи могут обеспечить существование двух форм воды. Первая форма получила название жидкости низкой плотности ("сеть" связанных водородными связями молекул рыхлая), а вторая - жидкости высокой плотности (часть водородных связей разрывается, и молекулы воды "сжимаются" плотнее). Между двумя формами воды возможны фазовые переходы, подобные переходам между твердой и жидкой фазами. Теория Стэнли и коллег объясняла особенности воды именно конкуренцией между двумя формами.
|
|
|
|
Свои выводы группа сделала только на основании компьютерной модели, без экспериментального подтверждения. Одной из трудностей, препятствующих проведению опытов, была невозможность сохранить воду в жидком состоянии при нужной температуре - ниже -75 градусов Цельсия. Авторы новой работы решили "запереть" жидкую воду в ячейки из льда.
|
|
|
|
При помощи технологии электронного парамагнитного резонанса ученые изучали подвижность молекул воды в крошечных ледяных ячейках при температуре около -183 градусов Цельсия. Исследователи наблюдали за перемещениями специального зонда, помещенного в ячейки и не способного проникать в ледяные стенки. "Плотная" фаза воды является более вязкой, соответственно движение зонда в ней должно замедляться. В "рыхлой" фазе он должен перемещаться быстрее.
|
|
|
|
По результатам экспериментов ученые заключили, что при температурах от -140 до 0 градусов Цельсия в ячейках присутствуют обе фазы воды. При изменении температуры соотношение "плотной" и "рыхлой" воды изменяется.
|
|
|
|
С выводами новой работы согласны не все специалисты. По мнению некоторых из них, приведенных экспериментальных данных недостаточно для однозначного утверждения, что в ячейках присутствуют именно вода в разных фазах. Также существует мнение, что замеченные авторами изменения в движении зонда объясняются тем, что при замерзании вода высвобождает в ячейки содержавшиеся в ней примеси (аналогично тому, как при испарении морской воды остается соль).
|
|
|
|
Совсем недавно появилась работа, авторы которой изучали новые формы твердой воды - льда. Они смогли получить его новый тип, который называется XV (пятнадцатый из уже известных).
|
|
|
|
http://lenta.ru/news/2009/06/24/water/
|
