Новинарня

Вчені довели, що вода може мати кілька рідких станів

Вчені експериментально довели, що переохолоджена вода може існувати у вигляді двох  рідких фаз з різною щільністю. Результати досліджень опубліковані в журналі Science.

Підписуйся на "Дивовижний світ" у Телеграмі!

Вода – одна з найпоширеніших речовин. При цьому вона володіє унікальними фізичними властивостями – при зміні тиску і температури веде себе не так, як інші рідини. Аномалії фазових станів води довгі роки вивчають фізики і хіміки усього світу.

Всім знайомий звичайний рідкий стан води при нормальній температурі. Однак ще тридцять років тому вчені припустили, що при наднизьких температурах у води може бути кілька рідких станів.

Дослідники з США, Канади, Швеції та Південної Кореї під керівництвом Ніколаса Джовамбаттіста (Nicolas Giovambattista), професора Міського університету Нью-Йорка і завідувача кафедрою фізики Бруклінського коледжу експериментально довели, що при мінус 63 градусах Цельсія вода може при низькому тиску існувати у вигляді рідини з низькою щільністю, а при високому – у вигляді рідини з високою щільністю.

Ці дві рідини мають помітно різні властивості – відрізняються по щільності на 20 відсотків і при відповідних умовах не змішуються одна з одною, як нафта і вода.

“Ця гіпотеза з самого початку була одним з найважливіших питань в хімії та фізики води, – наводяться в прес-релізі Міського університету Нью-Йорка слова Ніколаса Джовамбаттіста. – Це тому, що експерименти, в яких можна отримати два рідких стани відразу, дуже складні через здавалося б неминуче утворення льоду в умовах, коли теоретично повинні існувати дві рідини”.

Комп’ютерне моделювання здійснювалося в університетах США та Канади, а самі експерименти – в Стокгольмському університеті, Пхоханському університеті науки і технології в Південній Кореї, а також на прискорювачах PAL-XFEL в Кореї і SLAC в Каліфорнії.

“Залишається відкритим питання, як наявність двох рідких фаз може вплинути на поведінку водних розчинів в цілому і біомолекул у водному середовищі зокрема, – каже Джовамбаттіста. – Це мотивує нас на подальші дослідження”.

Автори вважають, що доведені ними незвичайні характеристики фазової поведінки води неминуче вимагатимуть внесення коректив в численні наукові та інженерні програми в таких галузях, як кріоконсервація, кріобіологія і матеріалознавство.