Нейтронография и компьютерное моделирование показали уникальное и неожиданное поведение молекул воды в условиях экстремального конфайнмента, сообщает phys.org.
Исследователи из Национальной лаборатории в Оук-Ридж совместно с лабораторией Резерфорда-Эплтона провели эксперимент, чтобы выяснить, что происходит с водой, когда она находится внутри минералов. Таким образом они хотели понять, какое состояние принимает жидкость в микротрещинах горных пород, почве, а также в ходе диффузии через клеточные мембраны.
В ходе эксперимента воду помещали в шестиугольные сверхмалые каналы в минерале берилл. Диаметр этих каналов составляет всего 5 ангстрем, то есть 10-10 метра (отдельные атомы, как правило, около 1 ангстрем в диаметре). Подвергая молекулы воды процессу туннелирования — помещения в эти емкости — исследователи обнаружили, что частицы демонстрируют довольно странное поведение, преодолевая потенциальный барьер и начиная квантовое движение. Такое состояние H2O наблюдалось учеными впервые и не соответствовало типичным формам вещества.
Ранее считалось, что такое явление существует только в квантовой механике. «В этом случае атомы кислорода и водорода являются „делокализоваными“ и, значит, одновременно присутствуют в шести симметричных позициях канала», сказал ведущий автор исследования Александр Колесников.
Водные кольца. Одна молекула воды может быть ограничена внутри канала берилла шестиугольной формы (слева). Светло-голубые сферы показывают позиции одного атома водорода в молекуле воды, как это происходит одновременно в шести симметричных позициях канала. Туннелирование между этими ориентациями означает, что атом водорода не находится в одном положении, а «размазывается» в форме кольца. Правый рисунок в пространственном масштабе показывает распределение электронной плотности водорода, от синего (низкое) до желтого (самое высокое).
Открытие этого «квантового туннелирования» состояния молекул воды в берилле, как ожидается, поможет ученым понять термодинамические свойства воды в замкнутых средах, таких как углеродные нанотрубки, а также в различных геологических условиях.
Сотрудник Лаборатории Резерфорда-Эплтона Лоуренс Ановитц отметил, что открытие вызовет дискуссию в биологических, геологических и физико-математических кругах, поскольку ученые попытаются объяснить механизм этого явления и понять, как он действует на их сферы.
Исследователи также сообщили, что средняя кинетическая энергия протонов воды, полученных непосредственно из нейтронного эксперимента, определяет скорость их движения при нуле градусов по шкале Цельсия и демонстрирует показатели на 30% меньше, чем в жидкой и твёрдой форме.
Комментарии (64)
FransuaMaryDelone
26.04.2016 15:17Первое предложение (Вода одно из немногих веществ на Земле, которое может существовать в твердом, жидком или газообразном состоянии.) можно удалить из текста. Смысл не пострадает. Вода — такая вода, льют её в текст прям в виде воды.
ragequit
26.04.2016 15:19-11Так и сделал, ибо, как обычно, набежало желающих доколупаться до запятой, ибо обсуждать смысл статьи — сложно.
FransuaMaryDelone
26.04.2016 15:38Признаюсь: не понял, какая именно «революция» описывается в этой статье. Сначала мне показалось, что какие-то люди научились не считать на компьютере, а экспериментально «видеть» внутреннее устройство молекул воды, но картинки больше похожи, что их всё-таки на компьютере посчитали. А вода просочилась, куда ей не следует — это экспериментально. Ну бывает, почему столько радости и оптимизма — не понял.
ksil
26.04.2016 15:44а как же нейтронография?
FransuaMaryDelone
26.04.2016 15:49у нее длина волны — ангстрем. На внутреннее устройство молекул не приходится рассчитывать, мне казалось.
sergku1213
26.04.2016 15:46+1Ещё бы последнее удалить. Уж больно там много непонятностей — смысловых. Вопрос на вопросе. Начнем со слова «протон» Понятно, перевод, и всё такое, но протонов в молекуле воды 10. 8 принадлежат атому кислорода и говорить об их скорости/энергии не приходится. Может всё же «ядер атомов водорода»? «полученных непосредственно из нейтронного эксперимента» — это нужно понимать как «измеренных по взаимодействию с потоком нейтронов»?«определяет скорость их движения при нуле градусов по шкале Цельсия»," и демонстрирует показатели на 30% меньше, чем в жидкой и твёрдой форме". Форма подачи впечатляет. Это не по-русски. Автор, вероятно, хотели сказать что-то типа: Исследователи также сообщили, что средняя скорость атомов водорода воды, измеренная напрямую по взаимодействию с потоком нейтронов, меньше таковой для твёрдого и жидкого состояния при прочих равных условиях?
Zenitchik
26.04.2016 15:53Может быть, у меня искажение, но я понял «протон» именно как «ядро атома водорода». Потому что вряд ли речь шла о внутриядерных процессах, а ядро атома протия называют протоном и химики, и металлурги, и бог весть кто ещё.
sergku1213
26.04.2016 19:25+1Я тоже понял так, но вообще-то не сразу и после обдумывания. Встречал, конечно, в литературе, но там был всегда ясный контекст. Тут коряво.
FransuaMaryDelone
26.04.2016 16:00наверное проще найти автора и вытрясти из него душу, чем разбирать журналистский пересказ. Но если дать волю фантазии, то можно представить комнату, где при помощи нейтронографии сумрачные гении определяют с точностью до ангстрема положение ядер водорода, не очень вникая, где все остальное (вероятно, что непросто увидеть всё одновременно). Тогда наверное легко найти оправдание «нейтронным протоно-атомам водорода» в статье.
wordwild
26.04.2016 22:34+1«Первое заблуждение человечества: каждому кажется, что он говорит понятно. Однако подавляющее количество конфликтов между людьми возникает именно на почве элементарного непонимания.» ©
bars_arseniy
27.04.2016 18:04Два чая этому господину!!!
Это первое, чему стоит учить людей: понимаю, что все мы говорим непонятно для других, умению объяснить свои мысли у умению понимать мысли собеседника. То есть получается учится людей общаться друг с другом — вот так элементарно это звучит. А то все вокруг общаются, а в итоге оказывается что не умеют=(
MAXHO
26.04.2016 22:51+1Что то про лед и воду в последнее время много новостей…
http://naked-science.ru/article/sci/uchenye-vyyasnili-kak-bakterii
Специалисты смогли выяснить механику этого процесса, изучая поведение микроорганизмов под микроскопом. Как пишет издание «Science Advances», специфический белок, входящий в состав мембраны бактерий, способен стимулировать образование льда.
Вещество называется inaZ. Оно в большом количестве содержится на внешней стенке клеточной мембраны syringae. Оно не только поглощает тепло из окружающей среды, но и служит своего рода шаблоном для молекул воды, формируя из них кристаллы при помощи колебательных движений.
ierofant
28.04.2016 15:25Что то про лед и воду в последнее время много новостей…
Видимо, запретят скоро. :)
Hellsy22
Практически все вещества на Земле могут существовать в твердом, жидком или газообразном состоянии.
ragequit
Покажите мне жидкий азот, который свободно встречается в природе на Земле, когда его температура кипения составляет -195,8°C, а на нашей планете температура ниже -89.2°C не опускалась (рекорд станции в Антарктиде).
Kanut79
Если вы хотели сказать именно это, то тогда предложение надо было построить как-то так: «Вода одно из немногих веществ, которое на Земле может существовать в твердом, жидком или газообразном состоянии.»
А то, как вы его построили в оригинале, как раз таки вполне попадает под вышеуказанную критику. :)
ragequit
И в чем принципиальная разница?
GreyhoundWeltall
Очевидно в логическом выражении)
ragequit
А теперь по буквам разложите, в чем принципиальная разница фразы «на Земле, которое» и «которое на Земле», а так же, желательно, приведите список веществ, которые на Земле представлены во всех трех агрегатных состояниях (не вода и смеси).
Fen1kz
У вас «на Земле» привязано не к «может существовать», а к «Вода одно из немногих веществ».
Азот на земле? На земле.
Может существовать во всех трех состояниях (где угодно)? Да.
А надо так:
Вода (где угодно)? ок
На земле может существовать во всех трех состояниях? Да
GreyhoundWeltall
Там даже чуть выше вроде бы выделили слово «или». Вот если бы написано было «и» то да…
А вообще конечно хз что тут за травля редакторов пошла опять. То ли я привыкший уже, то ли граммарнацизм мешает людям читать саму новость.
sergku1213
Наверное, всё же лучше писать хорошо, а уж мы прочтём, как сможем.И, к слову сказать, как-то не очень внятно изложено. Может новость плоха, может изложение оной.
Fen1kz
травлеи нинада изпровление ошибко называд плоха кантрол качиство должин быд в каменти вед вежлива указал Hellsy22 што лагически ашибка ест ита рагеквит стал вазникад што да как нинадо так
GreyhoundWeltall
Даже такой текст получился читаемым. Нужно больше ошибок богу ошибок!
По существу-то что есть? рИдАгДэР,,,,, пИшЫд СтАтЬё!!! ЗаБеРчЕгГаМ?
Все прекрасно понятно и без этой лишней травли из-за пары ошибок. Одно дело, когда текст из-за ошибок нечитаем, другое дело, когда охота прикопаться по мелочи и нечего сказать по существу.
Fen1kz
Это ваш выбор читать тексты с ошибками, а остальные хотят чистоты и содержания, и формы. Вы же не едите в ресторане из грязных тарелок, мотивируя тем, что «все прекрасно съедается даже с прошлыми комочками пищи».
GreyhoundWeltall
Есть тонкая грань между поеданием пищи и поеданием информации…
Так же как есть грань между придирками и недочетами на фоне откровенной травли)
Zenitchik
Ну, если указание на неправильную запятую в «казнить нельзя помиловать» — для вас травля…
GreyhoundWeltall
Для меня травля, скорее, комменты в таком духе каждые Х постов от редакторов. По факту почти все комментарии под статьей сейчас обсуждают не статью, а пытаются исправить редактора ;)
Если каждая грамматическая ошибка причиняет столько боли и страданий, почему бы не отфильтровать посты редакторов? Метод предлагался даже на самом ГТ, не так давно.
Fen1kz
Почему вы смотрите на это как на травлю, а не как на упоротость редактора? Его дело было простое — написать «спасибо, исправил», Нет же, надо качать свои «права» писать неграмотно. Вот и дискуссия. Так что в комментах не про статью, но про грамотность виноват исключительно редактор.
GreyhoundWeltall
Многократно встречал исправления от редакторов, даже от ализара. Если по делу. Типа фотку подправить, смысл донести и тд.
Но тут же и так понятно о чем речь, причем кажется что понятно абсолютно всем участвующим в споре.
nubko
Недавно был аргументированный ответ грамманацам
geektimes.ru/post/273730
Fen1kz
«В целом не очень приятные» == аргументированный ответ? Боже упаси меня быть приятным для «токых каг вЫ», полуграмотных конформистов
Wesha
Короче говоря —
Недоучившимся людям обидно, что они недоучившиеся, однако вместо того, чтобы ликвидировать причину — таки доучиваться — они предпочитают ликвидировать следствие — строят из себя оскорблённую невинность и обижаются на тех, кто им указывает на этот вопиющий факт: «мааааам, этот неприятный человек меня неучем назвал!!!».
Ещё короче: «правда глаза колет».
GreyhoundWeltall
С таким же успехом можно говорить, что «правда глаза колет» и тем, кому тыкают эту статью, что все граммарнаци — мудаки. Аргументация в стиле «у тебя багет, лалка — нет, у тебя бомбануло»)
Таки я голосую за адекватное высказывание своих мыслей, а не за дотошное следование правилам грамматики в ущерб содержанию и себе.
Ohar
> комменты в таком духе каждые Х постов от редакторов
Так, может быть быть, в консерватории надо что-то подправить?
nubko
Наверно сравнение не совсем корректно, но когда то баш был очень веселым ресурсом, потом туда набежала толпа офисного планктона и прочих гуманитариев, следом пришли студентам а потом и школьники.
И ресурс превратился в унылое г.
Ohar
Да нет, он просто эволюционирует, а вам хочется чтобы он был как раньше, когда вы на него только пришли.
Это называется «синдром утёнка» или «старпёрство».
Kanut79
Ээээ…
В том что «ваш» вариант подразумевает под собой что из всех веществ, встречающихся на Земле, лишь немногие, и в том числе вода, в принципе могут существовать в твердом, жидком или газообразном состоянии. А остальные как бы этого в принципе не могут.
А «мой» вариант подразумевает под собой что из всех веществ лишь немногие могут существовать в твердом, жидком или газообразном состоянии конкретно на планете Земля.
ragequit
Где вы увидели слово «в принципе»? По факту написано все верно:
1. Вода.
2. На Земле.
3. Имеет три агрегатных состояния.
4. редко у каких веществ на Земле такое встречается.
Про «в принципе», «как бы не могут» ваши непонятные домыслы и попытка выкрутиться после необоснованной претензии к конструкции предложения. Или просто жгучее желание что-нибудь откомментить первым, но по теме больше сказать было нечего?
Kanut79
> Где вы увидели слово «в принципе»?
В построении предложения. Моё «в принципе» это всего лишь попытка акцентами довести до вас отличия в смысле этих двух предложений. И именно «по факту» у вас написано совсем не то, что вы хотели сказать.
>Про «в принципе», «как бы не могут» ваши непонятные домыслы и попытка выкрутиться после необоснованной претензии к конструкции предложения.
Я понимаю что это уже идёт в направлении «граммарнаци», но было неприятно видеть что человека минусуют за корректное по смыслу возражение.
Zenitchik
>На Земле
Про естественные условия ни слова. Фраза «на Земле» мной и, как видно по комментам, многими другими людьми не воспринимается как «в естественных Земных условиях».
Tanyku
Но ведь вы повторили автора, только добавив слово «конкретно». Разве без этого слова фраза ">встречающихся на Земле" подразумевает иные планеты?
PS Хотя сломала мозг, пока поняла о какой разнице говорили =)
Kanut79
Дело не в слове «конкретно» а в построении предложения и том как расставлены запятые. Это примерно как в случае с «убить нельзя помиловать» :)
a_batyr
> веществ на Земле, которое может существовать
> веществ, которое на Земле может существовать
Да он ещё и не раскаивается в своих ошибках! Две смертных казни этому господину!
a_batyr
Подытожу:
Коллективными усилиями сограждане насчитали целых три логические ошибки.1. На Земле, которое -> которое на Земле
2. На Земле -> в естественных земных условиях
3. В твердом, жидком или газообразном -> в любом из них (а не в одном из них)
Исправленный вариант звучал бы примерно: «Вода одно из немногих веществ, которое в естественных земных условиях может существовать хоть в твердом, хоть в жидком, хоть в газообразном состоянии», но я бы вычеркнул ещё и слово "немногих".
FransuaMaryDelone
надо бы про фазовые переходы второго рода сказать еще. А то опять непонятно.
kvinn
Я бы ещё сказал, что не только может, но и существует. Или тут опять с логикой что-то не то?
kasperos
Азот в трех ипостасях по сути ерунда, гораздо сложнее твердый гелий получить.
Alexeyslav
Хочу увидеть кубик твёрдого гелия.
Вообще, по всей видимости имелось в виду ОДНОВРЕМЕННОЕ существование в трёх состояниях сразу — см. тройная точка воды.
ksil
нет. то, что в естественных (не лабораторных) условиях.
FransuaMaryDelone
твердый гелий (статья с Википедии)
EndUser
http://www.fehler-im-film.de/forum/filmfehler_bilder/38034ff49bc95265e.jpg
postgree
То, что имелось в виду, должно быть выражено однозначно. Автору нужно было делать акцент на том, что все три состояния встречаются на поверхности Земли в природных, а не лабораторных, условиях.
Robotex
Имелось ввиду в атмосферных условиях
Welran
На самом деле практически все вещества на Земле не могут существовать в трёх разных агрегатных состояниях. Большинство веществ на Земле (по количеству различных формул, а не по массе) составляют органические вещества которые никогда не переходят в газообразное состояние. Согласитесь, газообразный крахмал это как то странно звучит. Даже не все неорганические вещества могут пережить переход в газообразную форму, а органика практически вся разлагается при нагреве.
Zenitchik
>не переходят в газообразное состояние
Ни при каком давлении?
HomoLuden
Кожа в космосе не вскипает вроде.
Zenitchik
Но вопрос возгонки всё-таки не раскрыт.
FransuaMaryDelone
Нагрев не обязателен. Та же вода присутствует в воздухе при минусовой температуре в виде газа. Влажность называется. С крахмалом тоже самое: низко-низко над кучей твердого крахмала, летают отдельные молекулы, которые приходится называть крахмаловым газом.
Welran
Отдельные молекулы выбитые с поверхности твердой фазы крахмала нельзя назвать газом. Это просто отдельные молекулы.
FransuaMaryDelone
Вам нельзя, а нам можно — мы победили.