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:

АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЕ: пластмассы заменяют металл

News image

Одним из примеров успешного решения данной проблемы может служить новый специальный полиамидный ( PA ) продукт Ultramid ® Endure , созданный специал...

ПЕНОПОЛИСТИРОЛ В НАВЕСНЫХ ВЕНТИЛИРУЕМЫХ ФАСАДАХ

News image

Это относится как к реконструкционным работам, так и к новому строительству. Многоквартирный жилой дом, сооруженный в 50-х годах прошлого века, и со...

ИННОВАЦИИ BASF: пополнение серии Kollicoat

News image

Продукт Kollicoat® Smartseal30D– активная защита, упрощающая и ускоряющая создание плёночных оболочек Kollicoat Smartseal 30 D – это первая полим...

БУМАГА ВМЕСТО ХОЛОДИЛЬНИКОВ

News image

Израильские исследователи из Бар-Иланского Университета совместно с коллегами из Красноярского Института химии и химических технологий, разработали ...

Новые продукты оргсинтеза:

НОВИНКИ BASF для КОЖЕВЕННОЙ ОТРАСЛИ

News image

Девиз “Edition Caprileone” («Издано в Каприлеоне») используется применительно к ассортименту модных разновидностей кожи, отличающихся летней свежестью расцветок и преобладанием «натуральных» тонов. ...

ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА МЕЛАМИНА

News image

В конце 1930-х гг. в США и Германии, а позднее и в Японии, были пущены первые промышленные установки получения меламина из дициандиамида. Реакцию осуществляли при высоких температурах и давлениях в ...

ГЛУБОКАЯ ПЕРЕРАБОТКА УГЛЯ: перспективы и инновации

News image

В июле 2008 года по инициативе энергетиков администрация Кемеровской области обязала угольные компании Кузбасса сменить приоритеты. Первоочередными стали отгрузки топлива на ТЭЦ, а об исполнении экс...

Авторизация



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

Великие химики:

ВАНТ-ГОФФ (van't Hoff), Якоб Генрик

News image

Нидерландский химик Якоб Генрик Вант-Гофф родился в Роттердаме, в семье врача Якоба Генрика Вант-Гоффа. По настоянию родителей Вант-Гофф начал изуча...

ПРИСТЛИ (Priestley), Джозеф

News image

Английский химик, философ и общественный деятель Джозеф Пристли родился в Филдхеде (близ Лидса, графство Йоркшир) в семье ткача. В юности Пристли из...

Институты химии:

Институт проблем переработки углеводородов СО РАН

News image

Основной целью Института является выполнение фундаментальных научных исследований и прикладных разработок по следующим основным направлениям научной...

Институт проблем химико-энергетических технологий СО РАН

News image

Институт является структурным звеном Российской академии наук и входит в состав организаций, объединяемых Учреждением Российской академии наук Сибир...