Российские ученые Андрей Гейм и Константин Новоселов выяснили, как сделать воду «мертвой» и лишить ее уникальных растворяющих свойств — для этого они экспериментировали с тончайшими «сэндвичами» из графита и нитрида бора.
Вода на сегодня остается одной из самых загадочных субстанций на Земле. При этом «мертвая вода» – не просто интересный научный феномен, ее открытие может дать биологам новый инструмент для исследований.
В отличие от «соседей» по периодической таблице, соединение водорода с кислородом обладает аномально высокой температурой кипения и замерзания, необычной теплоемкостью и способностью растворять в себе огромное число органических и неорганических соединений.
Умения воды связаны с другим ее физическим свойством — высоким электрическим дипольным моментом. Электроны в молекуле воды притянуты к атому кислорода, а положительно заряженные атомы водорода, наоборот, удалены.
При этом ученых интересовало, сохраняет ли вода свои свойства в тех случаях, когда ее молекулы воды уложены в считанное число слоев. Гейм и Новоселов решили эту задачу, экспериментируя с «бутербродами» из сверхтонких пластинок графита и двумерных пленок из нитрида бора.
Наблюдения показали, что свойства жидкости резко менялись в том случае, если толщина ее слоя приближалась к отметке в два нанометра. В таком случае вода становилась «мертвой» и теряла свои удивительные диэлектрические свойства и переставала быть универсальным растворителем.
Открытие важно в контексте изучения эволюции жизни, так как тонкие пленки из воды могли играть важную роль в появлении первых сложных химических молекул, в том числе ДНК, отмечают исследователи.
|