Вода скрывает невероятные тайны: ученые раскрыли аномальное поведение молекул — открытие меняет науку

Вода — загадка, которую раскрыли ученые.

Вода продолжает поражать ученых свойствами. Исследование, проведенное экспертами Калифорнийского университета в Сан-Диего, доказало: при экстремальных условиях жидкость способна разделяться на две отдельные фазы с отличающейся плотностью. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Physics.

Ученые выяснили, что при давлении в 1250 атмосфер и температуре минус 75 °C вода переходит в состояние, при котором сосуществуют две жидкие формы. Первая отличается высокой плотностью – молекулы расположены близко, образуя упорядоченную структуру. Вторая фаза, напротив, получила низкую плотность, с увеличенными промежутками между частицами. Это явление подтверждает гипотезу, долгое время остававшуюся теоретической.

Для моделирования процессов на молекулярном уровне эксперты использовали суперкомпьютер MB-POL. Особенность техники заключается в сочетании квантово-механических расчетов с алгоритмами машинного обучения. Это позволило с высочайшей точностью проанализировать энергию взаимодействий между отдельными молекулами воды.

Открытие проливает свет на причины уникальности воды, включая ее способность расширяться при замерзании и высокую теплоемкость. Помимо того, у исследования есть прикладное значение. На основе открытия получится создать материалы, меняющие плотность под воздействием температуры или давления. Это упростит процессы очистки жидкостей от примесей.

Новые технологии помогут в создании лекарств с контролируемым высвобождением действующих веществ. Кроме того, понимание поведения воды в экстремальных условиях критично для изучения ледяных спутников и планет.

Полезно знать: человечеству для легкого использования открыто 0,3% пресной воды Земли.