Стабильность структурной памяти воды

Стабильность структурной памяти водыМайнц (Германия) - С помощью сверхбыстрой колебательной спектроскопии ученые по-новому взглянули на фундаментальных свойства воды и впервые сумели показать, насколько быстро происходит изменение структуры воды, с какой скоростью молекулы воды меняют локальную конфигурацию связей. Они также выяснили, почему вода по сравнению с другими жидкостями настолько уникальна: локальные структуры могут существовать в воде больше одной пикосекунды (пс), соответствующей одной триллионной секунды. Структурная память воды, по мнению исследователей, сохраняется дольше, чем считалось ранее.

Как сообщают в "Nature Communications" ученые, возглавляемые доктором Йоханнесом Хубером (Johannes Huber) - Институт полимерных исследований Макса Планка (MPI-P) и нидерландский институт FOM AMOLD, их наблюдения удались благодаря новой серии сверхбыстрых лазерных экспериментов.

В пресс-релизе Института говорится: "Вода является уникальной и чрезвычайно динамичной жидкостью. Молекулы воды движутся очень быстро, что делает их на пикосекундной временной шкале по отдельности неразличимыми. Существование очень недолговечных локальных структур было известно: например, две соседних молекулы воды с очень коротким или очень большим расстоянием друг от друга. Но считалось, что отдельные молекулы воды теряют память об этой структуре менее, чем за 0,1 пс ".

Стабильность структурной памяти воды

Длительность существования локальных структур воды можно определить с помощью ультракоротких лазерных импульсов Фото: Юки Нагата/MPI-Р

Сейчас удалось обнаружить доказательство относительно долговечных локальных структур путем изучения колебаний связей кислорода в воде. Исследователи использовали для этого сверхбыструю инфракрасную спектроскопию и наблюдали за молекулами воды, которые вступают в очень слабые (или сильные) соединения с соседними молекулами. В своих экспериментах они заметили, что молекулы воды со слабыми связями имеют намного большую продожительность колебаний (примерно до 1 пс), чем с сильными (до ~ 0,2 пс). Слабые связи молекул воды сохраняют большое расстояние до соседних молекул на значительно более долгий период.

Это наблюдение в корне меняет общее восприятие воды как растворителя, считают Хубер и его коллеги.

"Поверхность Земли состоит из воды на 71%. Большинство химических и биологических реакций на Земле происходит в воде или на граничащих с водой поверхностях в морях или в облаках. Поэтому крайне важно, как ведет себя там вода на молекулярном уровне. Наши результаты показывают, что вода на молекулярном уровне очень неоднородна и состоит из различных локальных структур, которые, вероятно, очень важны", - прокомментировал результаты своих коллеги Миша Бонн (Mischa Bonn), директор по MPI-P.

Источники: nature.com,

                   mpip-mainz.mpg.de

 
 
  

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Перед отправкой комментария решите простой пример! *