Вода поразила исследователей тем, что в нанотрубках похожа на ДНК
Если поместить обычную воду внутрь нанотрубок, то при определённых условиях её молекулы выстроятся таким образом, что будут напоминать спирали молекулы ДНК.
К этому неожиданному выводу пришли исследователи из университета Небраски в Линкольне (University of Nebraska-Lincoln) во главе с профессором Сяо Чэн Цзэном (Xiao Cheng Zeng).
Учёные задумали построить модель поведения воды внутри нанотрубок при помощи суперкомпьютера. В ходе этого эксперимента исследователи попытались выяснить, что произойдёт с молекулами воды при высоком давлении и понижении температуры до -23 градусов по Цельсию.
Каково же было удивление учёных, когда они узнали, что при таких условиях молекулы самостоятельно выстраиваются в спиральные "лесенки", очень напоминающие спиральную структуру ДНК.
"Это было крайне неожиданно, - говорит профессор Цзэн. - Мы думали, что лёд просто приобретёт форму трубчатой структуры, которые раньше наблюдались внутри углеродных нанотрубок". Примерно то же ожидалось и при нанотрубочном состоянии воды, описанном в другой работе.
Это необычное состояние оказалось возможным именно при определённом наборе параметров. Диаметр нанотрубок должен составлять 1,35-1,9 нанометра, а давление - достигать 40 тысяч атмосфер.
В этом случае слой молекул воды образовал двойную стенку. Внутренняя стенка состоит из чётырёх "нитей" молекул воды, а внешняя - тоже из четырёх нитей, но двойных (этим она очень напоминает двойную спираль ДНК).
При иных условиях лёд в нанотрубках представляет собой просто "внутренние" трубки безо всяких спиралей.
Цзэн и его коллеги уже несколько лет занимаются изучением льда внутри нанотрубок. "Я надеюсь, что эта модель окажется верной", - комментирует профессор своё открытие. По мнению учёного, проверить это возможно с помощью экспериментальных исследований на основе инфракрасной спектроскопии или рассеяния нейтронов.
На фото: Спиральная структура воды при высоком давлении внутри нанотрубки. Синим с зелёным показаны четыре одинарные спирали внутренней стенки, а красным с белым выделены молекулы внешнего слоя, образующие четыре двойные спирали (фото Xiao Cheng Zeng).
|
