Водата съществува като две различни течности

Водата е изключително специално вещество. Тя е от решаващо значение за живота на Земята и има много уникални свойства, а сега учените откриват още едно, пише IFLScience.

Обикновено разглеждаме водата в течно състояние като неподредена съвкупност от молекули, които постоянно се пренареждат в нови структури. Но сега учените от Университета в Стокхолм намериха две течни фази с големи различия в структурата и плътността.

Изследователите разглеждат две твърди фази на водата, наречени с високоплътен и нископлътен аморфен лед и откриват, че водата от тези видове аморфен лед  се превръща в два различни типа вода в течно състояние.

Изследването, публикувано в Proceedings of the National Academy of Sciences, проследява движението на молекулите, докато водата се променя от високоплътен и нископлътен аморфен лед.

"Отдавна проучвам аморфните ледове за да определя дали те могат да се считат стъкловидно състояние на замразена течност", заяви съавторът Катрин Аман-Винкел (Katrin Amann-Winkel) от Университета в Стокхолм. "Това е сбъдната мечта да се изследва в такива подробности как вода в стъкловидно състояние се превръща във визкозна течност, която почти веднага се трансформира в друга, още по-вискозна течност с много по-ниска плътност".

Докато ледът, който правим във фризера е кристален, аморфният лед на Земята се формира най-вече в лаборатории.

Лед в аморфна фаза се постига, когато водните молекули се замразяват под 0 ° С и ледът може да не стане кристален, ако се приложат фактори като това колко бързо става замразяването или ако налягането е особено високо. 

Но аморфен лед може да се открие в горните слоеве на атмосферата и най-важното, в междузвездните облаци, което го прави най-често срещаната структура на молекулите на водата във Вселената. Това, съчетано с неговите необичайни свойства, превръща аморфният лед особено интригуващ обект на изследване.

^{Когато аморфния лед с висока плътност се променя в аморфен лед с ниска плътност при затопляне, той изведнъж нараства с около една четвърт. Снимки: Filippo Cavalca / Katrin Amann-Winkel, Стокхолмски университет}

За изследването учените използват два сложни рентгенови лазера - на Националната лаборатория Аргон близо до Чикаго и голямата рентгенова лаборатория DESY в Хамбург, Германия. Първият им позволи да покажат, че двете вещества са различни, а вторият им позволи да докажат, че веществата са наистина течни.

"Новите резултати показват, че водата със стайна температура се колебае между двете форми с висока или ниска плътност, което води до локални колебания между двете", добавя Ларс Петерсон, професор по теоретична физико-химия в Университета в Стокхолм. "Накратко: Водата не е сложна течност, а две прости течности със сложна връзка".

Тези нови открития не само осигуряват по-добро общо разбиране за водата при различни температури и налягания, но също така и как на водата влияят солта и биомолекулите, които са важни за живота. Освен това новите знания за водата може да доведат до нови идеи за пречистване и обезсоляване на водата в големи количества.

Повечето от нас знаят, че водата е от съществено значение за нашето съществуване на планетата Земя. По-малко добре известно е, че водата има много странни и аномални свойства и се държи по различен начин в сравнение с другите течности. Водата има общо повече от 70 особености. Тези аномални свойства на водата са предпоставка за развитието на живота.

Още по темата

22/03/2018

Земята

Празнуваме световния ден на водата

09/01/2017

Физика

Защо топлата вода замръзва по-бързо от студената (видео)

16/12/2016

Космос

Вода, вода навсякъде по планетата джудже Церера (видео)

22/03/2016

Животът

Животът е одушевена вода