Наука Каждый День (1 февраля 2010) — теоретическое исследование поведения фазы жидкой воды в температурах близко к-100ºC показало, что четыре возможных сценария, идентифицированные до настоящего времени, являются фактически конкретными случаями в более общей модели.
- Природа Воды
- Химия
- Физика
- Термодинамика
- Неорганическая химия
- Ядерная энергия
- Точка кипения
- Жидкость
- Переохлаждение
- Фаза (вопрос)
Исследование, изданное в журнале Слушания Национальной Академии Наук (PNAS), было cо-направлено Джанкарло Францезе, Адъюнктом - профессором с Отделом Фундаментальной Физики Способности UB Физики, и Х. Юджином Стэнли, Директором Центра Исследований Полимера в Бостонском университете, с вкладами от Кевина Стокели и Марко Г. Массы Бостонского университета.
Вода показывает очень аномальное макроскопическое и микроскопическое поведение по сравнению с той из других жидкостей, и может остаться в жидком состоянии в температурах столь же низко как-92ºC (в давлении 2 kbars). До сих пор, ученые использовали один из четырех отличных сценариев, чтобы составлять молекулярное поведение воды в низких температурах. Поскольку Фрэнзезе объясняет, “эти четыре интерпретации основаны на различных гипотезах. В частности их могут отличить принятое присутствие или отсутствие двух жидких фаз с различными удельными весами, и возможным существованием критического пункта.”
Аномальное поведение воды в низких температурах происходит в значительной степени из-за свойств его водородных облигаций, и предложенная модель использует два ключевых физических компонента, чтобы определить, какой из этих четырех сценариев лучше всего описывает воду - ценность направленного компонента водородной облигации, и ценность совместного компонента. Согласно Franzese, “Мы нашли, что баланс между этими двумя компонентами определяет, какой из сценариев действителен. Кроме того, от наших экспериментальных оценок мы можем завершить, что правильный сценарий - тот, который принимает присутствие критического пункта между этими двумя жидкостями.”
Вода в ее жидком состоянии - фонд всей жизни на Земле и является поэтому центральной ко многим ветвям науки от молекулярной биологии до геохимии. Результаты исследования особенно относятся к определенным областям, таким как криогеника, криобиология, и криогенное хранение продовольственных продуктов и органического материала включая стволовые клетки, яйцеклетки и сперму в температурах между-80ºC и-196ºC. Большинство белков теряет свои функциональные возможности в ниже-53ºC, эффект, который предлагают недавние результаты, происходит из-за изменения в водной динамике, таким образом подчеркивая важность установления точного молекулярного поведения воды в низких температурах.
Источник Истории:
Приспособленный от материалов обеспечил Юниверсидадом де Барселоной.
Ссылка Журнала:
- Stokely и др. Эффект водородной облигации cooperativity на поведении воды. Слушания Национальной Академии Наук, 2010; 107 (4): 1301 ДОИ: 10.1073/pnas.0912756107
Отметьте: Если никакому автору не дают, источник процитирован вместо этого.
