Các tính chất của nước đã thu hút các nhà khoa học trong nhiều thế kỷ, nhưng hành vi độc đáo của nó vẫn còn là một bí ẩn.
Xuất bản trên tạp chí Proceedings của Viện Hàn lâm khoa học quốc gia Hoa Kỳ, sự hợp tác giữa Đại học Bristol và Tokyo đã cố gắng tìm ra một hướng mới để hiểu được điều gì làm cho chất lỏng hoạt động như nước.
Khi so sánh với chất lỏng thông thường, nước hiển thị một loạt các dị thường. Các ví dụ phổ biến bao gồm thực tế là nước lỏng mở rộng khi làm mát dưới 4oC, chịu trách nhiệm cho các hồ đóng băng từ phía trên chứ không phải phía dưới.
Ngoài ra, thực tế là nước trở nên ít nhớt hơn khi nén, hoặc sức căng bề mặt cao bất thường, cho phép côn trùng đi trên bề mặt nước.
Những điều này và nhiều dị thường khác có tầm quan trọng cơ bản trong vô số các quá trình tự nhiên và công nghệ, chẳng hạn như khí hậu của trái đất, và khả năng của cuộc sống. Từ quan điểm nhân học, nó giống như phân tử nước đã được tinh chỉnh để có những đặc tính độc đáo như vậy.
Bắt đầu từ quan sát thấy rằng các đặc tính của nước có vẻ như được tinh chỉnh, sự hợp tác giữa Tiến sĩ John Russo từ Trường Toán học Đại học Bristol và Giáo sư Hajime Tanaka đến từ Đại học Tokyo đã khai thác sức mạnh của siêu máy tính mạnh mẽ, sử dụng các mô hình tính toán để từ từ “điều chỉnh” tương tác của nước.
Điều này cho thấy các tính chất bất thường của nước có thể được thay đổi và cuối cùng giảm xuống thành những chất lỏng đơn giản. Ví dụ, thay vì nổi trên mặt nước, mật độ băng có thể được thay đổi liên tục cho đến khi nó chìm, và cũng có thể được thực hiện với tất cả các bất thường nước.
Tiến sĩ Russo cho biết: “Với cách làm này, chúng tôi đã phát hiện ra rằng điều làm cho nước hoạt động một cách bất thường là sự hiện diện của sự sắp xếp đặc biệt trong các phân tử nước, chẳng hạn như sự sắp xếp tứ diện, trong đó một phân tử nước liên kết với hydro với bốn phân tử nằm trên đỉnh của một tứ diện.
“Bốn trong số những sắp xếp tứ diện như vậy có thể tự sắp xếp theo cách mà chúng chia sẻ một phân tử nước chung ở giữa mà không chồng lên nhau.
“Nhập số thứ tự sắp xếp theo thứ tự có thể tự sắp xếp theo cách chúng ta chia sẻ một phân tử nước chung ở giữa mà không chồng nhau.
“Đó là sự hiện diện của sự sắp xếp các phân tử nước này, cùng với các sắp xếp rối loạn khác, tạo ra đặc tính riêng của nước.
“Chúng tôi nghĩ rằng công trình này cung cấp một giải thích đơn giản về những dị thường và nêu bật tính chất đặc biệt của nước, điều này làm cho nó trở nên đặc biệt so với bất kỳ chất nào khác.”
Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180327102817.htm
