Відкрито новий стан молекул води

Нейтронографія та комп’ютерні моделювання показали унікальну та несподівану поведінку молекул води в умовах екстремального конфінування.

Дослідники Національної лабораторії Дуба Ріджа та лабораторії Rutherford-Aplton провели експеримент, щоб дізнатися, що відбувається в воді, коли він знаходиться всередині корисних копалин. Таким чином, вони хотіли зрозуміти, що стан рідини береться в мікрокрапках скель, грунту і під час дифузії через клітинні мембрани.

р.

У експерименті вода була розміщена в шестигранних ультрамалих каналах в мінеральному бджільництві. Діаметр цих каналів становить всього 5 ст., тобто 10-10 метрів (індивідуальні атоми зазвичай близько 1 ст. в діаметрі). За умовчанням молекул води до процесу тунелювання — розміщення їх в цих контейнерах — дослідники виявили, що частинки експонуються досить дивними поведінками, розбиваються потенційним бар’єром і починають квантовий рух. Цей стан H2O вперше спостерігався і не відповідало типовим формам речовини.

Попередньо, вважається, що таке явище існує тільки в квантових механіках. «У цьому випадку кисневих і водневих атомах є «делокалізованими» і тому одночасно присутні в шести симетричних положеннях каналу», - сказав автор Олександр Колесніков.



Водні кільця. Одна молекула води може бути обмежена всередині шестигранно-подібного каналу бджільництва (ліворуч). Світло-блакитні сфери показують положення одного водню атому в молекулі води, що відбувається одночасно в шести симетричних положеннях каналу. Тунелювання між цими орієнтаціями означає, що атом водню не знаходиться в одному положенні, але є «запалений» у вигляді кільця. Правильна фігура на просторовому масштабі показує розподіл електронної густини водню, з синього (низького) до жовтого (високого).

Очікується відкриття цього «кілького тунелю» стану молекул води в бджільництві, щоб допомогти науковцям зрозуміти термодинамічні властивості води в закритих середовищах, таких як вуглецеві нанотрубки, а також в різних геологічних умовах.

Дослідник лабораторії Rutherford-Aplton заявив, що відкриття буде перебувати в біологічних, геологічних та фізико-математичних кругах, як вчені намагаються пояснити механізм цього явища і зрозуміти, як це впливає на сферу.

Дослідники також повідомляють, що середня кінетична енергія водних протонів, отримані безпосередньо від нейтронного експерименту, визначає швидкість їх руху при нульових градусах Цельсія і показує показники 30% менше, ніж у рідкому і твердому вигляді. Видання



P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!

Приєднуйтесь до нас на Facebook, VKontakte, Odnoklassniki

Джерело: geektimes.ru/post/274931/