Физики «заперли» воду в берилле
Ученые смогли реализовать и зафиксировать электрическое упорядочение молекул воды в нанопорах кристалла берилла.
Группа исследователей из России, Германии и Чехии смогла реализовать и зафиксировать электрическое упорядочение молекул воды, закрыв их в нанопорах кристалла берилла. Результаты размещены в издании Nature Communications.
В физике жёсткого тела явление существования электрической упорядоченности — обоюдной ориентации электрических дипольных моментов — именуется сегнетоэлектричеством. В жидкой воде аналогичной ориентации не происходит, поскольку молекулы расположены так близко друг к другу, что сотрудничество между ними определяется не дипольной природой, а более короткодействующими водородными связями. Однако, исследователям удалось отыскать уникальный метод вынудить сотрудничество дипольных моментов молекул воды пересилить водородные связи.
Для этого физики поместили отдельные молекулы H?O в наноразмерные полости, образованные ионами кристаллической решетки берилла — минерала, принадлежащего к семейству драгоценных камней. В этом материале полости находятся иногда, что облегчает матанализ, и на таком расстоянии, при котором водородные связи уже не трудятся, а диполь-дипольные силы все еще значительны.
«Отечественному коллективу в первый раз удалось реализовать условия для надежного наблюдения обоюдной ориентации электрических моментов молекул воды. Что касается практических применений найденного явления, то область вероятных приложений возможно очень широкой. Вдобавок, у исследователей стало возмможно изучить влияние на это явление разных факторов: температуры, давления, ионного окружения, и продвинуться в понимании роли явления в разных процессах живой и неживой природы», — сообщил Борис Горшунов, один из участников изучения, начальник Лаборатории терагерцовой спектроскопии МФТИ.
Иллюстрации: пресс-служба МФТИ
