Новые представления о структуре воды






- Популярное сообщение на портале lenta.ru


- Статья из журнала Proceedings of the National Academy of Sciences

Популярное сообщение на портале lenta.ru

В предыдущих исследованиях теоретические модели, имитирующие поведение воды на молекулярном уровне, продемонстрировали, что оксид водорода может находиться в двух жидких формах, способных переходить друг в друга. В пользу этой гипотезы свидетельствовал тот факт, что аморфный лед, в котором молекулы воды расположены случайным образом (как атомы в стекле), может также принимать состояния с высокой (HDA) и низкой (LDA) плотностью. Однако экспериментальных подтверждений связи этих форм льда с переохлажденной водой до сих пор получено не было.

Для изучения структурных изменений, происходящих при переходе аморфного льда из более плотного состояния в менее плотное при давлении в одну атмосферу, физики воспользовались методом рентгеновской спектроскопии, основанным как на малоугловом рентгеновском рассеянии (SAXS), так и на широкоугловом (WAXS). В результате высокоэнергетические фотоны при взаимодействии с молекулами воды отклонялись на малые и больше углы соответственно. С помощью WAXS ученые смогли определить плотность молекул, а с помощью SAXS — их динамику.

Исследователи выяснили, что при температуре выше 110 кельвинов (минус 163 градуса Цельсия) плотный аморфный лед начинает переходить в плотную жидкость (HDL). При дальнейшем нагревании также появляется и вторая, менее плотная форма воды (LDL), однако при 130 кельвинах скорость перехода из HDL в LDL снижается. На основе этих результатов физики пришли к выводу, что при комнатной температуре вода состоит из двух форм жидкости.


Ссылки по теме

Diffusive dynamics during the high-to-low density transition in amorphous ice Proceedings of the National Academy of Sciences, 26 июня 2017

Найдена опасность обеззараживания воды серебром
lenta.ru, 22 июня 2017

Названо количество воды в гигантском подземном океане
lenta.ru, 08 июня 2017

Предложен простой способ расщепления воды на кислород и водород
lenta.ru, 16 мая 2017



Статья из журнала Proceedings of the National Academy of Sciences

The importance of a molecular-level understanding of the properties, structure, and dynamics of liquid water is recognized in many scientific fields. It has been debated whether the observed high- and low-density amorphous ice forms are related to two distinct liquid forms. Here, we study experimentally the structure and dynamics of high-density amorphous ice as it relaxes into the low-density form. The unique aspect of this work is the combination of two X-ray methods, where wide-angle X-ray scattering provides the evidence for the structure at the atomic level and X-ray photon-correlation spectroscopy provides insight about the motion at the nanoscale, respectively. The observed motion appears diffusive, indicating liquid-like dynamics during the relaxation from the high-to low-density form.

Текст статьи