Воду разделили на две разные жидкости

Воду разделили на две разные жидкости

Мы привыкли думать, что жидкая вода — это беспорядочное скопление молекул, которые быстро передвигаются в рамках некоторой структуры. Но ученые Стокгольмского университета обнаружили две фазы этой жидкости с большими различиями в структуре и плотности. Их результаты основаны на экспериментальных исследованиях с использованием рентгеновских лучей и были опубликованы в Трудах Национальной академии наук (PNAS).

Большинство из нас знает, что вода необходима для нашего существования на планете Земля. Но куда менее известно, что у воды есть много странных свойств, которые являются аномальными и не свойственны для других жидкостей. Например, температура плавления, плотность, теплоемкость — в общей сложности есть около 70 свойств воды, отличающих ее от других жидкостей. Эти аномальные свойства, кстати, стали предпосылкой для появления известной нам жизни.

«Новое свойство примечательно тем, что, как выяснилось, вода может существовать в виде двух различных жидкостей при низких температурах, когда лед медленно кристаллизуется», говорит Андерс Нильссон, профессор химической физики в Стокгольмском университете. Прорыв в понимании воды стал возможным благодаря сочетанию исследований с применением рентгенографии в Аргоннской национальной лаборатории возле Чикаго, которая выявила две различные структуры, и большой рентгеновской лаборатории DESY в Гамбурге, где исследовалась динамика и демонстрировалось жидкое состояние обеих фаз. Вода действительно может быть двумя разными жидкостями.

«Крайне интересно использовать рентгеновские лучи для определения относительных позиций молекул в разное время», говорит Фивос Перакис, профессор Стокгольмского университета с опытом работы в области сверхбыстрой оптической спектроскопии. «Мы, в частности, смогли отследить трансформацию образца при низких температурах из одной фазы в другую и показали, что имеет место характерная для жидкостей диффузия».

Когда мы задумываемся о льде, чаще всего он представляется как упорядоченная кристаллическая фаза воды, будто из холодильника, но самой распространенной формой льда в нашей планетарной системе является аморфная, то есть неупорядоченная форма. И существует две формы аморфного льда с низкой и высокой плотностью. Эти две формы могут переходить одна в другую, и были предположения, что они могут быть связаны с формами жидкой воды низкой и высокой плотности. Проверить эту гипотезу экспериментально пытались давно, и стокгольмской группе это, наконец, удалось.

Воду разделили на две разные жидкости

«Я изучала аморфные льды долгое время, пытаясь определить, можно ли рассматривать их как стекловидное состояние, представленное замороженной жидкостью», говорит Катрин Аманн-Винкель, исследователь в области химической физики в Стокгольмском университете. «Мечта становится реальностью, когда я получаю возможность в мельчайших подробностях наблюдать, как стекловидная форма воды превращается в вязкую жидкость, которая, в свою очередь, почти мгновенно превращается в другую, еще более вязкую жидкость с меньшей плотностью».

То, что вода продолжает нас удивлять, совершенно невероятно. Чем еще могут быть обусловлены ее странные свойства, помимо перехода между разными фазами?

«Новые результаты говорят о том, что вода при комнатной температуре не может определиться, в какой из двух форм ей быть, высокой или низкой плотности, что приводит к локальным колебаниям между двумя фазами», говорит Ларс Петтерссон, профессор теоретической химической физики в Стокгольмском университете. «Короче говоря: вода — это не одна сложная жидкость, а две простых жидкости со сложными отношениями».

Эти новые результаты не только создают общее представление о воде при различных температурах и давлениях, но и о том, как на нее влияют соль и биомолекулы, необходимые для жизни. Кроме того, чем больше мы узнаем о воде, тем лучше понимаем, как ее очищать и опреснять в будущем. Эту проблемы было бы хорошо решить на фоне надвигающегося глобального климатического кризиса.

Воду разделили на две разные жидкости Илья Хель

0 не понравилось

03-07-2017 05:00 | просмотров 86 |

Прямая ссылка:
BB-code ссылка:
HTML ссылка:
Понравилась статья? ПОДЕЛИСЬ в соц. сетях!
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Похожие новости

Ученые впервые получили «жидкий свет» при обычной температуре

Физики впервые в истории получили «жидкий свет» при комнатной температуре, сделав эту необычную форму материи более доступной, чем когда-либо. Она представляет собой одновременно смесь из

Ученые выяснили, как можно расплавить лед при температуре гораздо ниже точк ...

  Представьте, что вы находитесь в холодильнике. Как вы туда попали – не суть важно. Просто представьте, что вы в холодильнике. Рядом с вами лежит кубик льда. «Твердая форма воды, — думаете вы,

Это заняло 200 лет, но ученые выяснили, как на самом деле вода проводит эле ...

Всем известно, что вода – отличный проводник электрического тока. По этой причине, например, крайне не рекомендуется использовать электрические приборы вблизи источников воды и не купаться в водоемах

Обнаружено новое удивительное свойство воды

Несмотря на свою общедоступность, вода по-прежнему скрывает множество удивительных свойств. И одно из таких свойств недавно обнаружили исследователи из Массачусетского технологического института.

Ученые начали понимать, почему жизнь не может без воды

Ученые подобрались ближе к пониманию того, как и почему вода является жизненно необходимой для жизни. На неделе в Национальной академии наук появилась работа, обеспечивающая серьезное доказательство

Террористы перекрыли воду для Дамаска

Вода из реки Барада со вчерашнего вечера не поступает в город. В настоящее время дефицит воды компенсируется за счет имевшихся резервов, которые, по заявлению представителей коммунальных служб
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.