Suyun Garip Davranışını Anlamak
Şekil : Küreler olarak temsil edilen oksijenler ve çizgiler olarak hidrojen bağları olan klatrat bir buz. Çalışma, suyun etkileşimlerinin sonucu olarak karmaşık kristal yapıların ortaya çıktığını göstermiştir. Bristol Üniversitesi.
Suyun özellikleri yüzyıllardır bilim insanlarını büyüledi, ancak eşsiz davranışı hala bir gizem.
Bristol ve Tokyo Üniversiteleri arasındaki bir işbirliği, bir sıvının su gibi davranmasını sağlayan yeni bir rota girişimininde bulundu. Bu girişim bu hafta Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı’nda yayınlandı.
Sıradan bir sıvı ile karşılaştırıldığında, su çok çeşitli anormalikler gösterir. Yaygın örnekler arasında suyun, 4 ° C’nin altında soğumaya doğru genişlemesi, ki bu da tabandan ziyade tepeden donarak gölleri açıklar.
Buna ek olarak, suyun sıkıştırıldığında daha az viskoz hale gelmesi veya olağandışı yüksek yüzey gerilimi, böceklerin su yüzeyinde yürümesine izin verir.
Bunlar ve diğer birçok anormallik, Dünya’nın iklimi ve yaşamın kendisi gibi sayısız doğal ve teknolojik süreçlerde temel öneme sahiptir. Antropik bir bakış açısından, su molekülünün böyle benzersiz özelliklere sahip olması iyi ayarlanmış gibidir.
Suyun özelliklerinin ince ayarlı gözüktüğü gözleminden yola çıkarak, Bristol Üniversitesi Matematik Okulu’ndan Dr. John Russo ile Tokyo Üniversitesi’nden Profesör Hajime Tanaka arasındaki işbirliği, suyun etkileşimlerini yavaş yavaş “çözmek” için hesaplamalı modeller ve güçlü süper bilgisayarların gücünü kullanmıştır.
Bu, suyun anormal özelliklerinin nasıl değiştirilebileceğini ve sonuçta basit bir sıvıya indirgenebileceğini gösterdi. Örneğin, su üzerinde yüzmek yerine; buz yoğunluğu, batıncaya kadar sürekli olarak değiştirilebilir ve tüm su anormallikleri ile aynı şekilde yapılabilir.
Russo şöyle dedi: “Bu prosedürle, suyun anormal şekilde davranmasını sağlayan şeyin, su molekülünün, üzerinde bulunan dört moleküle hidrojen bağlı olan tetrahedral düzenlemesi gibi su moleküllerinin bir tetrahedronun köşeleri üzerinde belirli bir düzenlemesinin varlığı olduğunu bulduk.
“Bu dört dörtlük düzenlemeler, kendilerini örtüşmeden merkezde ortak bir su molekülünü paylaşacak şekilde organize edebilirler.
Suyun kendine özgü özelliklerini veren diğer düzensiz düzenlemelerle karıştırılmış, su moleküllerinin bu yüksek derecede düzenlenmiş düzeninin varlığıdır.
“Bu çalışmanın, anormalliklere dair basit bir açıklama sağladığını ve suyun herhangi bir başka maddeyle karşılaştırıldığında bu kadar özel olmasını sağlayan olağanüstü niteliğini vurguladığını düşünüyoruz.”
Kaynak : phys.org
