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.

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.

waterexistsa - Воду разделили на две разные жидкости

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».

Также читать  Ученые впервые получили «жидкий свет» при обычной температуре

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.