Современная химия




Вода принимает «запрещенную» форму

вода принимает «запрещенную» форму

Обычную воду можно считать очень даже умелым химическим оборотнем – до настоящего времени было известно, что вода может принимать, по крайней мере, пятнадцать различных кристаллических форм, две различные разупорядоченные твердые фазы (стеклообразные состояния) и два различных по структуре жидкофазных состояния.

Однако, Валерия Молинеро (Valeria Molinero) с коллегами из Университета Юта уверяет, что у обычной воды в запасе есть еще много «козырей в рукавах». Исследователи из группы Молинеро заявляют, что если сжать воду между двумя плоскими поверхностями, расстояние между которыми составляет всего 8,5 Ангстрем – место, достаточное для размещения лишь двух молекулярных слоев, вода переходит в квазикристаллическое состояние, характеризующееся «запрещенной» двенадцатилучевой симметрией.

Хотя предположения о том, что вода может принимать такую форму в твердой фазе, до настоящего времени не существовало экспериментальных подтверждений существования такой формы воды. Более того, ранее обнаруженные квазикристаллические формы воды представляли собой смесь двух или более описанных ранее кристаллических форм, что делает открытие Молинеро первым примером однородного квазикристалла воды.

Впервые квазикристаллы были обнаружены в 1984 году при изучении сплава алюминия с магнием состава Al6Mg. Как и обычные кристаллические материалы квазикристаллы дают четкую картинку дифракции рентгеновских лучей, однако их симметрия – пяти-, десяти – и двенадцатилучевая не может быть следствием регулярного расположения элементов кристаллической решетки. Квазикристаллы представляют собой одну из форм организации структуры твёрдых тел (наряду с кристаллами и аморфными телами), они характеризуются осью симметрии, запрещенной в классической кристаллографии и наличием дальнего порядка.

С обнаружения квазикристаллов исследователи предполагали, что среди твердых фаз воды могут встречаться и квазикристаллические – система водородных связей воды может способствовать образованию пятичленных циклов, объединяющих молекулы.

Первоначально в группе Молинеро было проведено компьютерное исследование поведения воды, находящейся между двумя пластинками при давлении около 5000 атмосфер – такое давление способствует образованию пятиугольных циклов, а не шестиугольных, как в обычном льду, так как пятиугольники более компактны. Исследователи обнаружили одну фазу, состоящую из пятиугольников, расположенных друг относительно друга в соответствии с четырехлучевой симметрией и фазу, состоящую из пяти - и шестиугольников с двенадцатилучевой симметрией.

Хидеки Танака (Hideki Tanaka) из Университета Окаяма, эксперт в области кристаллической структуры воды и льда, отмечает, что хотя результаты работы Молинеро представляют собой значительный интерес, он не уверен, что условия, для которых проводился расчет, можно воспроизвести экспериментально.

Молинеро соглашается с тем, что давление, для которых была выполнена компьютерная симуляция, сложно создать в лаборатории, однако добавляет, что квазикристаллическое состояние воды может быть стабилизировано не только за счет давления, но и за счет изменения прочности взаимодействия воды с поверхностью, поэтому есть принципиальная возможность получить квазикристаллы воды за счет образования пленки воды на поверхности определенного типа. Сама Молинеро расценивает такую возможность как «Святой Грааль», добавляя, что потребуется либо значительное время, либо просто удача для того, чтобы предсказать, какой тип поверхности и какая температура может понадобиться для получения квазикристаллической воды экспериментально.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Новинки полимеров:

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ TEIJIN ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ УГЛЕПЛАСТИКОВ

News image

Данные технологии сокращают время цикла формования каркаса кузова автомобиля до менее 1 минуты, сообщает пресс-служба компании. Этот технологический...

НОВЫЕ АНТИПРИГАРНЫЕ ПОКРЫТИЯ TEFLON

News image

Покрытия, в основу которых положена запатентованная технология, первыми в своей отрасли получили допуск к контакту с пищевыми продуктами. Производит...

УТЕПЛИТЕЛЬ ДОЛЖЕН ОБЛАДАТЬ НУЛЕВОЙ ГИГРОСКОПИЧНОСТЬЮ?

News image

В России начали производить синтетические материалы с новыми свойствами, которые раньше в утеплителе даже не анализировались. Если ещё недав...

НАНОВОЛОКНА ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОДЛИННОСТИ

News image

Компания использовала свои экструзионные головки типа печатных плат для производства волокна из полипропилена с высоким индексом текучести расплава....

Новые продукты оргсинтеза:

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ФРУКТОВЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ

News image

Современные технологии производства фруктовых наполнителей позволяют получать продукт с различными органолептическими и физико-химическими показателями, с высокой степенью термостабильности - от мин...

ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА АНИЛИНА

News image

В 1872 г. русским ученым М.М. Зайцевым была открыта реакция восстановления нитросоединений водородом в присутствии катализаторов

ПРИМЕНЕНИЕ ЖИРНЫХ СПИРТОВ В МОЮЩИХ СРЕДСТВАХ

News image

Дерево высших жирных спиртов исключительно мощное и ветвистое . Объясняется это тем, что в их молекулах содержится легко уязвимая гидроксильная группа, которая либо вся целиком, либо атом водо...

Авторизация



YOU ARE HERE: Главная - Новости неорганической химии - Вода принимает «запрещенную» форму

Великие химики:

ВАЛЬДЕН (Walden), Пауль

News image

Пауль (Павел Иванович) Вальден родился в хуторе Пипены, Розенбекской волости Вольмарского уезда Лифлянской губернии, Россия (ныне – территория Латви...

КЕКУЛЕ (Kekule), Фридрих Август

News image

Немецкий химик Фридрих Август Кекуле фон Штрадониц родился в Дармштадте в семье чиновника. В юности Кекуле собирался стать архитектором. Он начал из...

Институты химии:

Учреждение российской академии наук Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РА

News image

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской Академии Наук (акроним ИСМАН) является молодым развивающимся академическим ...

Об Институте биоорганической химии

News image

Учреждение Российской академии наук Институт биоорганической химии РАН был основан в 1959 году и первоначально назывался Институтом химии природных ...