Водный кластер

Во́дный кла́стер — совокупность молекул воды, соединённых между собой посредством водородных связей. Существование таких кластеров было предсказано теоретически и обнаружено экспериментально[1]. Простейшим примером водного кластера является димер воды [2]. Интерес к изучению водных кластеров вызван их способностью влиять на протекание биологических и других природных процессов[3][4]. Потенциальными областями технологического применения водных кластеров являются инженерия кристаллов, наноустройства[5][6][7].

По состоянию на 2016 год не было экспериментальных свидетельств существования процесса организованного образования кластеров в чистой воде[8][9]. Формирование водных кластеров происходит в атмосфере, в растворах, вокруг биомолекул, в супрамолекулярных ансамблях, в кристаллах[5][10][2][11].

Защитники классической интерпретации структуры жидкостей полагают, что так как период существования кластера в основном объёме весьма мал[12][9] (водородные связи молекулы воды в подобных условиях образовываются и разрываются с частотой около 1012 Гц, при этом в среднем такая молекула за секунду проходит путь в 150 000 своих диаметров, равный 44 мкм[13]), то, как следствие, кластер с «мерцающей» структурой и малым временем жизни, по их мнению, не может заметно влиять на свойства воды[3]. Согласно статье химиков Ричарда Сэйкалли и Дэвида Уэйлса в журнале Science за 2012 г., изучение водных кластеров необходимо для создания «универсальной» модели воды, исходя из которой с помощью вычислений можно будет точно предсказывать свойства воды во всех её формах, и которая укажет простой путь к разрешению некоторых из многих разногласий относительно природы воды[14]. Возможным развитием такой модели является её обобщение на случай сложных растворов, включающий гидратацию биомолекул[15].

Отсылка к явлению водных кластеров нередко используется в околонаучных спекуляциях[16], в которых утверждается, в частности, о существовании у воды «памяти» (например, апологетами гомеопатии), а также о возможности создания и пользе «кластеризованной» воды[9].

См. также

Примечания

  1. Pradzynski, Dierking, Zurheide et al., 2014.
  2. Третьяков, Кошелев, Серов и др., 2014.
  3. Goncharuk, 2014.
  4. Vaida, 2011.
  5. Luna-García, Damián-Murillo, Barba et al., 2005.
  6. Singh, Lee, Choi et al., 2007.
  7. Yuan, Zhu, Liu et al., 2010.
  8. Chaplin, 2006.
  9. Gibb, 2016.
  10. Varughese, Desiraju, 2010.
  11. Authelin, MacKenzie, Rasmussen et al., 2014.
  12. Guo, Li, Zhang et al., 2009.
  13. Soper, A. K.. Recent water myths : [англ.] // Pure and Applied Chemistry. — 2010. — Vol. 82, no. 10. — P. 1855-1867. doi:10.1351/PAC-CON-09-12-16.
  14. Saykally, Wales, 2012.
  15. Paesani, F. Getting the right answers for the right reasons: toward predictive molecular simulations of water with many-body potential energy functions : [англ.] // Accounts of Chemical Research. — 2016. — Vol. 49, no. 9. — P. 1844-1851. doi:10.1021/acs.accounts.6b00285.
  16. Элементы - новости науки: Продолжается изучение структуры воды. elementy.ru. Дата обращения: 27 февраля 2017.

Литература

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.