Гранит науки - 2000-01-17

Создан наименьший из возможных кусочек искусственного льда - он состоит из 6 молекул воды, замороженных с помощью жидкого гелия У микрофона Марина Аствацатурян! Химики Университета Северной Каролины, исследующие свойства важнейшего на Земле вещества, основы жизни - воды, подобно многим своим коллегам во всем мире , перешли на молекулярный уровень познания уникальной субстанции. Одна из загадок воды - ее меньшая плотность при замерзании, что позволяет, например, кубикам льда плавать в стакане с коктейлем, не опускаясь бесполезно на дно, подобно тому как это делают другие твердые вещества в окружающей их жидкой фазе того же химического состава. Известно, что при замерзании вода образует шестиугольную кольцевую структуру, которая предположительно и обеспечивает меньшую плотность льда, а следовательно, его способность плавать на поверхности жидкости. Наблюдение за образованием таких шестиугольных структур в куске льда или в застывающей воде практически невозможно из-за одновременного присутствия огромного количества объектов - ведь даже в одной капле воды находится 100 тысяч триллионов молекул воды - это единица с двадцатью нулями - поясняет один из авторов статьи про наименьшую льдинку в журнале Science (Jan.13, 2000) профессор Роджер Миллер.

Прежние попытки создать из молекул воды характерный для льда шестиугольник приводили к противоположному ожиданиям результату - разрушению решетки и возникновению структуры с большей, чем у льда плотностью. В большом куске льда молекулы воды поддерживают в нужной позиции , подобно строительным лесам или каркасу, связи трехмерной структуры всего тела. Лишенные подпорок всего лишь 6 молекул воды сплющиваются в нечто совершенно на лед непохожее. Свой успех в воссоздании природного явления на молекулярном уровне ученые Северной Каролины объясняют тем, что используя метод охлаждения жидким гелием и выращивая лед при очень низких температурах они лишили молекулы воды энергии, необходимой для реорганизации гексагональной структуры в нежелательную распадающуюся решетку. Стремясь понять как происходит связывание атомов водорода в их фундаментальном состоянии - а именно , в воде, химики, создавшие простейшую ледяную ячейку считают свою работу , основанную на сведениях о важных межмолекулярных связях , приложимой к фармацевтической промышленности. Дело в том, что компании тратят немалые средства на моделирование различных молекул с целью выявления новых химических систем и предсказание свойств новых лекарств с помощью компьютерных программ, реальная молекулярная модель воды в одном из ее фазовых состояний может оказаться полезной в этом процессе.