13 июля 2020, понедельник, 02:16
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

02 июня 2020, 15:21

Секреты растворений. Вода преподносит ученым все новые сюрпризы.

Пузырьки воды при 40-кратном увеличении, снятые с помощью освещения по Рейнбергу
Пузырьки воды при 40-кратном увеличении, снятые с помощью освещения по Рейнбергу

Научное издание РАН «Поиск» в номере № 6 еще в феврале 2019 года опубликовало сенсационное исследование свойств воды, результаты которого в нынешних условиях обретают новую актуальность.

Вода — самое распространенное нанашей планете неорганическое соединение. Она играет основополагающую роль в возникновении и поддержании жизни на Земле. И об этом, казалось бы, простом и всем известном соединении мы на самом деле знаем далеко не все.

Существует большое количество различных теорий и моделей воды, объединенных понятием о водородных связях как основном факторе, определяющем ее структуру. Это, например, модель непрерывной сетки (Бернал — Фаулер, Попл), в которой у каждой молекулы воды есть четыре ближайших соседа, расположенных в вершинах правильного тетраэдра. В кластерной модели (Немети и Шераги) вода представляется в виде групп атомов, соединенных водородными связями, которые плавают в море молекул, в этих связях не участвующих. Модель клатратных структур (Самойлов, Полинг) рассматривает воду как совокупность водородных связей, содержащую пустоты, в которых размещаются молекулы, не образующие связей с молекулами «каркаса».

Накоплен огромный массив информации о свойствах воды в различных условиях, но общепринятой модели структуры воды до сих пор не существует. Поэтому вокруг воды и водных растворов идут постоянные околонаучные спекуляции.

По аномальным физико-химическим свойствам вода превосходит все природные вещества. Если бы вода, она же гидрид кислорода, была нормальным мономолекулярным соединением (таким, например, как у других элементов шестой группы Периодической системы), то в жидком состоянии она существовала бы в диапазоне от минус 90°C до минус 70°C.

Важной особенностью воды является ее способность при замерзании увеличивать свой объем (а не сокращать его, как это обычно бывает), а значит, уменьшать плотность. Еще одно уникальное свойство воды — ее аномально высокая теплоемкость — делает моря и океаны гигантским регулятором температуры нашей планеты. Общеизвестна исключительная способность воды растворять любые вещества, что определяется ее очень большой диэлектрической постоянной, равной 81, в то время как для других жидкостей она не превышает 10.

Все перечисленное вызывает огромный интерес исследователей. Изучение свойств воды проводят с помощью самых разных физических методов. Обсуждению этих методов, а также полученных с их помощью результатов была посвящена конференция «Физика водных растворов», которая не так давно прошла в Институте общей физики им. А. М. Прохорова Российской академии наук (ИОФ РАН). Мероприятие получилось представительным: в его работе приняли участие около ста специалистов из разных городов России.

Приветствуя коллег, академик-секретарь Отделения физических наук РАН, научный руководитель ИОФ РАН Иван Щербаков призвал при обсуждении экспериментальных результатов находить объяснения, не противоречащие фундаментальным основам физики.

Большое внимание было уделено результатам лазерного воздействия на водные растворы. Напомню историю вопроса. Сразу после появления лазеров в начале 60-х годов А. М. Прохоровым с сотрудниками был открыт светогидравлический эффект. Он состоит в том, что при фокусировке лазерного излучения в жидкость в ней за счет схлопывания воздушных пузырей, образующихся под действием лазера (кавитации), возникает ударная волна, которая может разрушать находящиеся в жидкости «мишени». Впоследствии с использованием этого эффекта был создан уникальной медицинский комплекс «Лазурит» для разрушения камней в организме человека.

Светогидравлический эффект позволяет объяснить и результаты, представленные в докладе Георгия Шафеева (ИОФ РАН), о диссоциации (распаде) водных растворов под действием лазерного излучения на молекулярные водород и кислород, а также перекись водорода. Можно предположить, что при кавитации наноразмерных пузырьков воздуха образуются кластеры из наноразмерных частиц, всегда присутствующих в водных растворах, что приводит к усилению лазерного электромагнитного поля на их поверхности и стимулирует процессы диссоциации молекулы воды под действием электронного удара образовавшейся плазмы. Появляющаяся перекись водорода обладает высокой биологической активностью. С этим, видимо, связано и стимулирующее воздействие таких растворов на развитие растений при определенных (достаточно малых) концентрациях перекиси.

Интересные результаты по исследованию свойств водных растворов малой концентрации представил Николай Бункин (МГТУ им. Н. Э. Баумана). Он показал, что при разведении водных суспензий белковых частиц вплоть до концентрации 10-24 от исходной в растворе остаются нанообъекты размером десятки и сотни нанометров. Одним из объяснений наличия исходных частиц в растворе даже при таких концентрациях может быть их агрегация с микропузырьками газа, которые всегда присутствуют в жидкости.

Никита Пеньков (Институт биофизики клетки РАН) предложил способ исследования широкого класса растворов с помощью метода террагерцовой спектроскопии, позволяющий изучать высокоразбавленные растворы и структурированность воды в присутствии примесей. Он показал возможность влияния высокоразбавленных растворов на свойства исходного вещества.

В докладе Алексея Шкирина (ИОФ РАН) было продемонстрировано, что вещества, признанные полностью растворимыми, тем не менее присутствуют в виде частиц размером порядка 100 нанометров при большом разведении. Наличие нанообъектов в среде, прежде считавшейся гомогенной, может существенно влиять на свойства растворов, в том числе на их химическую и биологическую активность.

Новые подходы к поиску физических механизмов низкоконцентрационных эффектов в водных растворах изложил и Геннадий Ляхов (ИОФ РАН), представивший аналитические модели термодинамики жидких сред с короткоживущими водородными связями, построенные с использованием математического аппарата случайных процессов.

Представляется плодотворной высказанная в результате обсуждения докладов гипотеза академика И. Щербакова о том, что в ряде случаев при высоких степенях разбавления водных растворов нарушается корреляция между концентрацией вещества и степенью разведения. Это может показаться парадоксальным, но нельзя исключать, что существует такая концентрация, которую невозможно понизить никаким числом разбавлений, поскольку в ходе них образуются новые объекты или структуры (например, в результате той же кавитации).

Состоявшаяся дискуссия подтвердила: вода все еще хранит множество секретов и продолжает преподносить ученым сюрпризы. Чтобы занимающиеся этой темой исследователи могли встречаться, общаться, делиться опытом, было решено проводить такие конференции ежегодно.

Обсудите в соцсетях

Главные новости

12.07 17:32 Вооруженное столкновение произошло на границе Армении и Азербайджана
12.07 17:10 Главреда «Царьграда» оштрафовали на 120 тыс. за фейки о коронавирусе
12.07 16:29 В Калифорнии из-за пандемии COVID-19 досрочно освободят почти 10 тыс заключенных
12.07 16:01 В России завершились первые испытания вакцины от коронавируса
12.07 15:27 В Хабаровске люди вновь вышли на акцию в поддержку арестованного губернатора Фургала
12.07 15:00 На Таймыре разгерметизировался трубопровод «Норникеля». Вытекло 44,5 тонн топлива
12.07 14:45 Путин не считает Крым причиной испорченных отношений с Украиной
12.07 14:01 В США при стрельбе погибли двое полицейских
12.07 12:55 «Уродливое явление»: РПЦ считает, что нужно запретить суррогатное материнство
12.07 12:01 Трамп впервые с начала пандемии надел защитную маску
12.07 12:00 Новость из прошлого: 12 июля 2000 года — Налоговики готовятся предъявить претензии ЮКОСу
12.07 11:20 Путин считает, что мы не должны выглядеть как придурки на международной арене
12.07 11:01 Новым чемпионом UFC в легчайшем весе стал россиянин Петр Ян
12.07 10:57 6 615 новых случаев коронавируса выявили в России за сутки
12.07 10:01 В Хабаровске прошла еще одна несанкционированная акция в поддержку арестованного губернатора
12.07 09:34 От коронавируса в мире умерли более 565 тыс. человек. Число инфицированных достигло 12,7 млн
11.07 17:55 Илон Маск пригласил на следующий запуск SpaseX семью Сергея Королева
11.07 17:01 Суд арестовал депутата парламента Ингушетии Белхороева. Его обвиняют в присвоении 19 млн рублей
11.07 16:46 При захвате заложников в Йоханнесбурге погибли не менее пяти человек
11.07 16:27 МВД считает организаторами многотысячного митинга в поддержку Фургала его команду
11.07 15:31 ВОЗ сообщила о рекордном приросте заболевших COVID-19 за сутки
11.07 15:01 Первые богослужения в соборе Святой Софии в Стамбуле пройдут 24 июля
11.07 14:25 Пресс-секретарь главы Хабаровского края заявила об угрозах после митинга в поддержку губернатора региона — его обвинили в заказных убийствах
11.07 14:02 Прокуратура назвала причину гибели тургруппы Дятлова. Расследование этого дела было засекречено до 1970-х годов
11.07 13:07 Новость из прошлого: 11 июля 2000 года — Потанин предложил Генпрокуратуре открытую борьбу за «Норникель»
11.07 12:50 Сезон НХЛ возобновится с 1 августа
11.07 12:01 При взрыве газа в жилом доме Нижнего Новгорода пострадали пять человек
11.07 11:45 Трамп признал, что он санкционировал кибератаку на российскую «фабрику троллей» в 2018 году
11.07 11:01 В защиту обвиняемого в заказных убийствах Фургала на стихийную акцию вышло до 35 тыс. человек
11.07 10:38 В России за сутки выявили 6 611 новых случаев коронавируса
11.07 10:00 Суд присяжных в США признал российского хакера Никулина виновным во взломе Linkedin
11.07 09:37 Число жертв коронавируса во всем мире превысило 560 тыс. человек, заражены 12,5 млн
10.07 20:47 В Ингушетии задержан депутат республиканского парламента Белхороев. Его подозревают в хищении 17 млн рублей на выплатах для инвалидов
10.07 20:10 В Петербурге ученицы вывесили флаг ЛГБТ возле входа в школу. Администрация учреждения назвала это «диверсией» и обратилась в полицию
10.07 19:33 В Петербурге станцию метро «Новокрестовская» переименовали в «Зенит»
10.07 18:52 В Томске прошли обыски у родственников юриста «Правозащиты Открытки»
10.07 18:08 Голикова: 15 июля Россия начнет переговоры о возобновлении международного авиасообщения
10.07 16:48 Эксперты ВОЗ вылетели в Китай для выявления источника коронавируса
10.07 16:22 Госсовет Турции отменил решение от 1934 года о присвоении собору Святой Софии статуса музея. Собор снова стал мечетью
10.07 15:58 Нидерланды подадут иск против России в ЕСПЧ из-за сбитого над Донбассом боингом
10.07 15:25 В Московской области прошли обыски у фанатов «Спартака»
10.07 14:45 Федеральная палата возбудила дисциплинарные дела против адвокатов по делу Ефремова
10.07 14:37 Суд арестовал губернатора Фургала по обвинению в организации убийств
10.07 14:03 Президент Грузии осудила капитана баскетбольной сборной за переход в ЦСКА
10.07 13:55 Кампания «Нет!» устроит в Москве сбор подписей под иском с требованием отменить итоги голосования по Конституции
10.07 13:33 Во Владивостоке суд арестовал директора Приморского океанариума. Его подозревают в получении взятки 4 млн рублей
10.07 13:24 Экс-президенту Южной Кореи сократили тюремный срок с 25 лет до 20
10.07 12:52 ЛГБТ-активистку Юлию Цветкову оштрафовали на 75 тыс. рублей
10.07 12:33 Минобороны: Вакцина от COVID-19, разработанная в центре Гамалеи, сформировала иммунитет у добровольцев
10.07 12:29 «Интерфакс»: бизнесмена, давшего показания на губернатора Хабаровского края, взяли под госзащиту
«АвтоВАЗ» «ВКонтакте» «Газпром» «Зенит» «Мемориал» «Мистраль» «Оборонсервис» «Роснефть» «Спартак» «Яблоко» Абхазия Австралия Австрия Азербайджан Антимайдан Аргентина Арктика Армения Афганистан Аэрофлот Башкирия Белоруссия Бельгия Бразилия ВВП ВКС ВМФ ВПК ВТБ ВЦИОМ Ватикан Великобритания Венгрия Венесуэла Владивосток Внуково Волгоград ГИБДД ГЛОНАСС Генпрокуратура Германия Голливуд Госдеп Госдума Греция Гринпис Грузия ДТП Дагестан Домодедово Донецк ЕГЭ ЕСПЧ Евровидение Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет Екатеринбург ЖКХ Израиль Ингушетия Индия Индонезия Интерпол Ирак Иран Испания Италия Йемен КНДР КПРФ Казань Казахстан Калининград Камчатка Канада Каталония Кемерово Киев Кипр Киргизия Китай Коми Конституция Красноярск Кремль Крым Куба Курилы ЛГБТ ЛДПР Латвия Ливия Литва Лондон Луганск МВД МВФ МГУ МКС МОК МЧС Малайзия Мексика Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минпромторг Минсельхоз Минск Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минэнерго Минюст Молдавия Мосгордума Мосгорсуд Москва НАСА Нигерия Нидерланды Новосибирск Норвегия ОБСЕ ООН ОПЕК Одесса ПДД Пакистан Паралимпиада Париж Пентагон Польша Приморье РАН РЖД РПЦ РФС Росавиация Росгвардия Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Россия Росстат Ростех Ростуризм СМИ СССР США Сахалин Сбербанк Севастополь Сербия Сирия Сколково Славянск Сочи Таджикистан Таиланд Татарстан Трансаэро Турция УЕФА Узбекистан Украина ФАС ФБР ФИФА ФСБ ФСИН ФСКН Филиппины Финляндия Франция Хакасия Харьков ЦИК ЦРУ ЦСКА Центробанк Чехия Чечня Швейцария Швеция Шереметьево Эбола Эстония ЮКОС Якутия Яндекс Япония авиакатастрофа автопром алкоголь амнистия арест армия археология астрономия аукционы бактерии банкротство беженцы бензин беспилотник беспорядки биатлон бизнес благотворительность блогосфера бокс болельщики вандализм взрыв взятка вирусы вузы выборы гаджеты генетика гомосексуализм госбюджет госзакупки госизмена деньги дети доллар допинг драка евро журналисты законотворчество здоровье землетрясение изнасилование импорт инвестиции инновации интернет инфляция ипотека искусство ислам исследования история казнь кино кораблекрушение коронавирус коррупция космос кража кредиты культура лингвистика литература математика медиа медицина метро мигранты монархия мошенничество музыка наводнение налоги нанотехнологии наркотики наука недвижимость нейробиология некролог нефть образование обрушение общество ограбление оппозиция опросы оружие офшор палеонтология педофилия пенсия пиратство планетология погранвойска пожар полиция похищение правительство право православие преступность продовольствие происшествия ракета рейтинги реклама религия ретейл робототехника рубль санкции связь сепаратизм следствие смартфоны социология спецслужбы спутники статистика страхование стрельба строительство суды суицид тарифы театр телевидение теракт терроризм технологии транспорт туризм убийство фармакология физика фоторепортаж футбол хакеры химия хоккей хулиганство цензура школа шпионаж экология экономика экспорт экстремизм этология «Единая Россия» «Исламское государство» «Нафтогаз Украины» «Правый сектор» «Северный поток» «Справедливая Россия» «болотное дело» Александр Лукашенко Александр Новак Александр Турчинов Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев Амурская область Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антон Силуанов Аркадий Дворкович Арсений Яценюк Астраханская область Барак Обама Басманный суд Башар Асад Белый дом Борис Немцов Бутовский полигон Валентина Матвиенко Верховная Рада Верховный суд Виктор Янукович Виталий Мутко Владимир Жириновский Владимир Зеленский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин Вячеслав Володин Дальний Восток День Победы Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин Дональд Трамп Евгения Васильева Забайкальский край Интервью ученых Ирина Яровая Иркутская область История человечества Калужская область Кирилл Серебренников Кировская область Конституционный суд Космодром Байконур Краснодарский край Красноярский край Ксения Собчак Ленинградская область МИД России Мария Захарова Михаил Прохоров Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский Московская область Мурманская область Надежда Савченко Наталья Поклонская Нижний Новгород Николас Мадуро Нобелевская премия Новосибирская область Новый год Олег Дерипаска Олимпийские игры Ольга Голодец Павел Дуров Палестинская автономия Папа Римский Первый канал Пермский край Петр Порошенко Почта России Приморский край Рамзан Кадыров Реджеп Эрдоган Республика Карелия Ростовская область Саратовская область Саудовская Аравия Свердловская область Сергей Лавров Сергей Нарышкин Сергей Полонский Сергей Собянин Сергей Шойгу Следственный комитет Совбез ООН Совет Федерации Ставропольский край Счетная палата Тереза Мэй Франсуа Олланд Хабаровский край Хиллари Клинтон Человек дня Челябинская область Черное море Эдвард Сноуден Элла Памфилова Эльвира Набиуллина Южная Корея Юлия Тимошенко Юрий Чайка авторское право администрация президента акции протеста атомная энергия баллистические ракеты банковский сектор биология большой теннис визовый режим военная авиация выборы губернаторов газовая промышленность гражданская авиация гуманитарная помощь декларации чиновников дороги России информационные технологии климат Земли компьютерная безопасность космодром Восточный крушение вертолета легкая атлетика лесные пожары междисциплинарные исследования мобильные приложения морской транспорт некоммерческие организации общественный транспорт патриарх Кирилл пенсионная реформа пищевая промышленность права человека правозащитное движение преступления полицейских публичные лекции российское гражданство русские националисты русский язык сельское хозяйство сотовая связь социальные сети стихийные бедствия телефонный терроризм уголовный кодекс фигурное катание финансовый рынок фондовая биржа химическое оружие хроники обнуления эволюция экономический кризис ядерное оружие Великая Отечественная война Вторая мировая война Ирак после войны Ким Чен Ын Революция в Киргизии Российская академия наук Стихотворения на случай Федеральная миграционная служба Федеральная таможенная служба борьба с курением выборы мэра Москвы здравоохранение в России связь и телекоммуникации тюрьмы и колонии Совет по правам человека аварии на железной дороге естественные и точные науки закон об «иностранных агентах» компьютеры и программное обеспечение видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» Новые технологии, инновации Сочи 2014 рейтинг Forbes Кабардино-Балкария Левада-Центр Нью-Йорк Санкт-Петербург отставки-назначения шоу-бизнес Ростов-на-Дону ЧМ-2018 Книга. Знание ВИЧ/СПИД Apple Bitcoin Boeing Facebook G20 Google iPhone IT Microsoft NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Telegram Twitter Wikileaks YouTube

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.