Меню

Главная
Случайная статья
Настройки
Водный кластер
Материал из https://ru.wikipedia.org

Водный кластер — совокупность молекул воды, соединённых между собой посредством водородных связей. Существование таких кластеров было предсказано теоретически и обнаружено экспериментально[1]. Простейшим примером водного кластера является димер воды [2]. Интерес к изучению водных кластеров вызван их способностью влиять на протекание биологических и других природных процессов[3][4]. Потенциальными областями технологического применения водных кластеров являются инженерия кристаллов[англ.], наноустройства[5][6][7].

По состоянию на 2016 год не было экспериментальных свидетельств существования процесса организованного образования кластеров в чистой воде[8][9]. Формирование водных кластеров происходит в атмосфере, в растворах, вокруг биомолекул, в супрамолекулярных ансамблях[англ.], в кристаллах[англ.][5][10][2][11].

Защитники классической интерпретации структуры жидкостей полагают, что так как период существования кластера в основном объёме весьма мал[12][9] (водородные связи молекулы воды в подобных условиях образовываются и разрываются с частотой около 1012 Гц, при этом в среднем такая молекула за секунду проходит путь в 150 000 своих диаметров, равный 44 мкм[13]), то, как следствие, кластер с «мерцающей» структурой и малым временем жизни, по их мнению, не может заметно влиять на свойства воды[3]. Согласно статье химиков Ричарда Сэйкалли[англ.] и Дэвида Уэйлса[англ.] в журнале Science за 2012 г., изучение водных кластеров необходимо для создания «универсальной» модели воды[англ.], исходя из которой с помощью вычислений можно будет точно предсказывать свойства воды во всех её формах, и которая укажет простой путь к разрешению некоторых из многих разногласий относительно природы воды[14]. Возможным развитием такой модели является её обобщение на случай сложных растворов, включающий гидратацию[англ.] биомолекул[15].

Отсылка к явлению водных кластеров нередко используется в околонаучных спекуляциях[16], в которых утверждается, в частности, о существовании у воды «памяти» (например, апологетами гомеопатии), а также о возможности создания и пользе «кластеризованной[англ.]» воды[9].

См. также

Примечания
  1. Pradzynski, Dierking, Zurheide et al., 2014.
  2. 1 2 Третьяков, Кошелев, Серов и др., 2014.
  3. 1 2 Goncharuk, 2014.
  4. Vaida, 2011.
  5. 1 2 Luna-Garca, Damin-Murillo, Barba et al., 2005.
  6. Singh, Lee, Choi et al., 2007.
  7. Yuan, Zhu, Liu et al., 2010.
  8. Chaplin, 2006.
  9. 1 2 3 Gibb, 2016.
  10. Varughese, Desiraju, 2010.
  11. Authelin, MacKenzie, Rasmussen et al., 2014.
  12. Guo, Li, Zhang et al., 2009.
  13. Soper, A. K.[англ.]. Recent water myths : [англ.] // Pure and Applied Chemistry. — 2010. — Vol. 82, no. 10. — P. 1855-1867. — doi:10.1351/PAC-CON-09-12-16.
  14. Saykally, Wales, 2012.
  15. Paesani, F. Getting the right answers for the right reasons: toward predictive molecular simulations of water with many-body potential energy functions :
  16. Элементы - новости науки: Продолжается изучение структуры воды. elementy.ru. Дата обращения: 27 февраля 2017. Архивировано 28 февраля 2017 года.


Литература
  • Третьяков, М. Ю. Димер воды и атмосферный континуум / М. Ю. Третьяков, М. А. Кошелев, Е. А. Серов [и др.] // Успехи физических наук. — 2014. — Т. 184, № 11. — С. 1199-1215. — doi:10.3367/UFNr.0184.201411c.1199.
  • Authelin, J.-R. Water clusters in amorphous pharmaceuticals :
  • Chaplin, M. Do we underestimate the importance of water in cell biology? :
  • Gibb, B. C. Weird and wonderful water :
  • Goncharuk, V. V. Water Clusters // Drinking Water : Physics, Chemistry and Biology :
  • Guo, G.-J. Why can water cages adsorb aqueous methane? A potential of mean force calculation on hydrate nucleation mechanisms :
  • Luna-Garca, R. Structural relationship between a host included chain of spirocyclic water hexamers and bulk water — the role of water clusters in self assembly and crystallization processes :
  • Marx, D. Proton Transfer 200 Years after von Grotthuss: Insights from Ab Initio Simulations :
  • Pradzynski, C. C. Infrared detection of (H2O)20 isomers of exceptional stability: a drop-like and a face-sharing pentagonal prism cluster :
  • Saykally, R. J.[англ.]. Pinning down the water hexamer :
  • Singh, N. J. Understanding clusters toward the design of functional molecules and nanomaterials :
  • Vaida, V.[англ.]. Perspective: Water cluster mediated atmospheric chemistry :
  • Varughese, S. Using water as a design element in crystal engineering. Host-guest compounds of hydrated 3,5-dihydroxybenzoic acid :
  • Yuan, G. Water clusters induced assembly of chiral organic microstructures showing reversible phase transformations and luminescence switching : [англ.] / G. Yuan, C. Zhu, Y. Liu [et al.] // Chemical Communications[англ.]. — 2010. — Vol. 46, no. 13. — P. 2307-2309. — doi:10.1039/B923259A.
Downgrade Counter