ФИЗИКЧИД УСНЫ ХОЁР ТӨЛӨВ БАЙГААГ БАТАЛЖ БАЙНА
Шингэн ус нь хоёр төлөвт байдгийг Оксфордын их сургуулийн
доктор Лаура Маэстро тэргүүтэй олон улсын физикчдийн баг мэдээлэв. Энд анагаах
ухааны эмчилгээний үед системийн дулааны ба оптик шинж чанарт шингэний хоёр
төлөв байдал чухал үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг олж тогтоожээ. Багийн урьдчилсан
дүгнэлтээр шингэн усны бүтэц нь уургийн дулааны тогтвортой байдалд хүчтэй
нөлөөлдөг болохыг харуулж байна.
.png?w=1200)
Доктор
Маестро нарын эрдэмтдийн олон улсын Нанотехнологийн сэтгүүлд бичсэнээр зуу
гаруй жилийн турш физик, химийн шинж чанарыг өргөн хүрээнд судалж, зарим
өвөрмөц шинж чанарыг илрүүлснээ тайлбарлажээ.
Жишээлбэл, ус хөлдөхөд эзлэхүүн нь тэлж байдаг бол эсрэгээрээ
бусад бүх бодис агшиж байдаг билээ. Мөн ус маш бага температурын (1000C)
хязгаарт хатуу, шингэн, хийн төлөвт шилждэг бол бусад бодисын хувьд хайлах
болон буцлах хязгаар илүү өргөн хязгаарт байдаг.
Усны өвөрмөц шинж чанарууд нь ихэвчлэн усны молекулын амьдрах
нас богино устөрөгчийн холбоосноос хамаардаг байна. Энэ нь эерэг цэнэгтэй
устөрөгчийн үлдэгдэл атомуудболон зэрэгцээ орших Vхэлбэрийн усны молекулын хооронд Vцэг дээр хүчилтөрөгчийн атомын сөрөг электронуудтай
холбоо үүсгэдэг.Энэ холбоос нь шингэнээс хатуу төлөвт шилжиж хөлдөх үед түр
зуурын сүлжээг бий болгодог ба амьдрах нас богино тул шингэнийг бүтэц болон
мэдээллээр хангадаггүй.
Доктор Маэстро нарын эрдэмтэд усны янз бүхийн физик шинж
чанарууд, тухайлбал дулаан дамжуулалт, протоны спин-торны релаксацийн хугацаа,
хугарлын зэрэг, цахилгаан дамжуулалт, гадарга таталцал болон пьезо-оптик шинж
чанарыг нарийвчлан судалжээ.
Эдгээр үзэгдлүүд нь цельсийн 500±100
градусын орчим буюу 40-60 градусын хооронд илүү сайн тодорхойлогддог болохыг илрүүлжээ.
Пьезо-оптик коэффицентээс бусад шинж чанарыгшинжилтийн
температурыг тодорхойлдог тодорхойгүй хамаарлыг ажигласан: дулаан дамжуулалт 64
градус орчимд, протоны спин-торны релаксацийн хугацаа 500С градус
орчимд, хугарлын индекс 500С градуст, цахилгаан дамжуулал 530С
градус орчим, гадарга таталцал нь 570С градус орчимд болохыг тус тус
тодорхойлсон.
Цельсийн 0-100 градусын хооронд шингэн усны шилжилтийн
температурыг 500С орчимд байгааг эдгээр үр дүнгүүд нотолж байна. Мөн
дулаан тэлэлтийн коэффициент нь 420С градуст шилжилтийн температурыг
үзүүлдэг бөгөөд изотермийн шахалт хамгийн бага болохыг мөн тодорхойлсон байна. Үүнтэй
холбоотойгоор шингэн усанд тархах дууны хурд 600С градуст хамгийн их
утгадаа хүрдэг байна.
Эдгээр үр дүнгээс үзэхэдусны шингэн төлөвт шилжилт
байгааг баталж байгаа бөгөөд температурын шилжилт нь 400-600С
температурын хооронд хэлбэлздэг шингэн усны хоёр ялгаатай төлөвтэй холбоотой
байж магадгүй гэж таамаглажээ.
Энэхүү таамагласан усны хоёр төлөв дэх нано хэсгүүдийг
судлах нь молекулын төвшинд бөөмийн дулааны болон оптик шинж чанарыг
тодорхойлоход чухал юм. Үүнээсгаднаурьдчилсан үр дүнгээс харахад шингэн усны
бүтэц нь уургийн тогтвортой байдал, шилжилтийн температурт хэрхэн өөрчлөлт, хүчтэй нөлөөлдөг болохыг харуулж
байгаа бөгөөд энэ нь хүнс үйлдвэрлэлд уургийн боловсруулалтыг ойлгох төдийгүй
уургийн буруу үржил өвчин эмгэг хэрхэн үүсдэгийг ойлгоход нөлөөлж болзошгүй
юм.
Мэдээ бэлтгэсэн:Инженер Г.Буянцэцэг,
Хэрэглээний Физикийн салбар
Эх сурвалж: http://www.sci-news.com/physics/two-states-liquid-water-04359.html
L.M.
Maestro et al. 2016. On the existence of two states in liquid
water: impact on biological and nanoscopic systems. International
Journal of Nanotechnology 13: 8-9; doi: 10.1504/IJNT.2016.079670