Техно новости и обзоры

  • Главная
  • Карта сайта

11

Июл

У воды обнаружили неизвестные свойства

На нанометровых расстояниях у воды появляются свойства, которые нельзя объяснить иначе, как с привлечением квантовой механики. Такой вывод был сделан учеными по итогам серии экспериментов. Статья исследователей пока не опубликована в рецензируемом научном журнале, но ее препринт доступен на сайте arXiv.org. Коротко о работе пишет портал Physics World.

Вода обладает рядом свойств, которые делают эту жидкость уникальной. В частности, H2O обладает максимальной плотностью при температуре плюс четыре градуса Цельсия. Благодаря этой особенности земные водоемы замерзают не снизу вверх, а сверху вниз, и в них в холодное время года могут обитать живые существа. Многие необычные характеристики воды объясняются тем, что ее молекулы связаны между собой особым типом нековалентных связей, получившем название водородной связи. Такие связи образуются между атомом водорода, который связан с так называемым электроотрицательным атомом (в случае воды — с кислородом), и другим электроотрицательным атомом, находящимся в той же или соседней молекуле.

Авторы новой работы проверяли, насколько хорошо модель, описывающая свойства воды только с опорой на водородные связи (так называемая электростатическая модель), согласуется с данными экспериментов. Ученые отслеживали такой параметр как распределение протонов в молекулах воды по уровням кинетической энергии. Исследователи «загоняли» молекулы H2O в углеродные нанотрубки диаметром 1,6 нанометра, и подвергали систему воздействию высокоэнергетичных нейтронов, которые производил источник ISIS из лаборатории Резерфорда-Эпплтона в Оксфордшире, Великобритания.

Из-за того, что нейтроны обладали очень высокой энергией, они успевали отразиться от встреченных на пути протонов до того, как последние успевали провзаимодействовать с окружающими их частицами. Таким образом, анализируя данные о рассеянии нейтронов после прохождения сквозь образец, ученые получали информацию о нативном распределении протонов по энергиям. Оказалось, что энергия сильно зависит от температуры: ее среднее значение было на 50 процентов больше предсказанного электростатической моделью при низких температурах, и на 20 процентов — при комнатной температуре. Внутри нанотрубок с диаметром 1,4 нанометра средняя энергия протонов оказалась на 30 процентов ниже, чем у воды, не помещенной в ограниченное пространство.

Также исследователи проверили, как будут распределяться по энергиям протоны в воде, помещенной в особый мембранный материал Nafion, который используется для производства топливных элементов. Ученые показали, что средняя энергия была на 30 процентов выше, чем у воды в «обычном» состоянии.

Авторы новой работы полагают, что, когда молекулы воды находятся на очень близком расстоянии друг от друга и «сдавлены» из-за маленького объема доступного пространства, протоны в них переходят в пока не описанное физиками квантовое состояние. Ученые отмечают, что квантово-механические свойства воды могут определять ее «поведение» в живых клетках, так как там расстояние между молекулами примерно соответствует тому расстоянию, на котором они находились в эксперименте.

Возможно заинтересует:

  • Нашли нанотрубки — будет вам и нанопаяльник
  • iTunes придет в Россию
  • Подробности о революции в медицине стволовых клеток
  • Россия готова поделиться ГЛОНАСС с другими странами
  • Виктор Петрик тайно создает новые супер-фильтры

Свежие записи

  • Нашли нанотрубки — будет вам и нанопаяльник
  • Команда AnTuTu назвала самые выгодные смартфоны по соотношению цены и производительности
  • Апгрейд экрана, даунгрейд камеры. Опубликован официальный рендер смартфона Moto Z4
  • iTunes придет в Россию
  • Подробности о революции в медицине стволовых клеток

Архивы

  • Февраль 2023
  • Январь 2023
  • Декабрь 2022
  • Ноябрь 2022
  • Октябрь 2022
  • Сентябрь 2022
  • Август 2022
  • Июль 2022
  • Июнь 2022
  • Май 2022
  • Апрель 2022
  • Март 2022
  • Февраль 2022
  • Январь 2022

Последние записи

  • Нашли нанотрубки — будет вам и нанопаяльник
  • Команда AnTuTu назвала самые выгодные смартфоны по соотношению цены и производительности
  • Апгрейд экрана, даунгрейд камеры. Опубликован официальный рендер смартфона Moto Z4
  • iTunes придет в Россию
  • Подробности о революции в медицине стволовых клеток
  • Привет из Парижа. Первые фотографии, сделанные на камеру Huawei P30 Pro
  • Россия готова поделиться ГЛОНАСС с другими странами
  • 55 и 65 дюймов, игровые и социальные функции, две камеры. Первые детали об умных телевизорах Huawei
  • Виктор Петрик тайно создает новые супер-фильтры
  • Представлен смартфон Huawei Mate 20 X 5G. Емкость аккумулятора уменьшилась, зато повысилась скорость зарядки
  • Случайные записи

    • iPhone как икона современности
    • Honor заплатит 5000 евро за утерянный прототип смартфона
    • В самолет будут пускать по мобильному телефону
    • OnePlus 7 запущен в массовое производство, к старту продаж обещано более миллиона смартфонов
    • Вирусы вирусов – в Антарктиде открыли вирофаг
    • Представлен Realme C2 — бюджетный смартфон с отличной автономностью и выделяющимся дизайном
    • Microsoft научит Skype быть переводчиком
Все права защищены © 2022 Техно новости и обзоры.