Ответ Мосина О.В. — о памяти воды
Ответ Мосина О.В. — о памяти воды
Здрасти! Смотрел кинофильм «Величавая потаенна воды» об исследовании воды японского ученого. Правда ли это? Вправду ли что вода имеет такие характеристики? А то слышу различные представления ученых. И почему такие различные представления ученых ведь это просто проверить?
Спасибо.
Здрасти!
Да, это правда. На данный момент наукой подтверждено, что вода из-за особенностей физических параметров и бессчетных короткоживущих водородных связей меж примыкающими атомами водорода и кислорода в молекуле воды способна создавать особенные структуры-ассоциаты (кластеры), способные принимать, хранить и передавать самую различную информацию. Водородные связи в водянистой воде безпрерывно образуются и рвутся, при этом эти процессы протекают кооперативно в границах короткоживущих групп молекул воды, нареченных “мерцающими кластерами”. Их время жизни оценивают в спектре от 10-10 до 10-11 с., но кластеры могут иметь большенные (10-ки секунд и поболее) длительности жизни до смерти в итоге реакций рекомбинации. Такое представление многие аномальные физико-химические характеристики воды, включая способность хранить и передавать информацию.
В 1993 году южноамериканский химик Кен Джордан предложил свои варианты устойчивых “квантов воды”, которые состоят из 6 её молекул [Tsai & Jordan, 1993]. Эти кластеры могут объединяться вместе и со “свободными” молекулами воды за счет экспонированных на их поверхности водородных связей. Увлекательной особенностью этой модели будет то, что из нее автоматом следует, что свободно растущие кристаллы воды, отлично известные нам снежинки, должны владеть 6-лучевой симметрией. В 2002 году группе д-ра Хэд-Гордона способом рентгеноструктурного анализа при помощи сверхмощного рентгеновского источника Advanced Light Source (ALS) удалось показать, что молекулы воды способны за счет водородных связей создавать структуры — «настоящие кирпичики» воды, представляющие из себя топологические цепочки и кольца из огромного количества молекул. Другая исследовательская группа Нильссона из синхротронной лаборатории всё такого же Стенфордского института, интерпретируя приобретенные экспериментальные данные как наличие структурных цепочек и колец, считает их достаточно долгоживущими элементами структуры. 
Любопытно, что свободные, не связанные в ассоциаты молекулы воды находятся в воде только в очень маленьком количестве.
В главном же вода – это совокупа хаотичных ассоциатов и «водяных кристаллов», где количество связанных в водородные связи молекул может достигать сотен и даже тыщ единиц.
«Водяные кристаллы» могут иметь самую разную форму, как пространственную, так и двухмерную (в виде кольцевых структур). В базе же всего лежит тетраэдр (простая пирамида в четыре угла).
Конкретно такую форму имеют распределенные положительные и отрицательные заряды в молекуле воды.
Группируясь, тетраэдры молекул H2O образуют различные пространственные и плоскостные структуры.
И из всего обилия структур в природе базисной, судя по всему (пока только не точно доказанное предположение) является всего одна – гексагональная (шестигранная), когда 6 молекул воды (тетраэдров) соединяются воединыжды в кольцо.
Таковой тип структуры характерен для льда, снега, талой воды, клеточной воды всех живых созданий.
Рис. Кристаллическая структура льда
Любая молекула воды в кристаллической структуре льда участвует в 4 водородных связях, направленных к верхушкам тетраэдра. В центре этого тетраэдра находится атом кислорода, в 2-ух верхушках — по атому водорода, электроны которых задействованы в образовании ковалентной связи с кислородом. Две оставшиеся верхушки занимают пары валентных электронов кислорода, которые не участвуют в образовании внутримолекулярных связей. При содействии протона одной молекулы с парой неподеленных электронов кислорода другой молекулы появляется водородная связь, наименее мощная, чем связь внутримолекулярная, но довольно могущественная, чтоб задерживать рядом примыкающие молекулы воды. Любая молекула может сразу создавать четыре водородные связи с другими молекулами под строго определенными углами, равными 109°28′, направленных к верхушкам тетраэдра, которые не позволяют при замерзании создавать плотную структуру (при всем этом в структурах льда I, Ic, VII и VIII этот тетраэдр верный).
Когда лёд плавится, его тетрагональная структура разрушается и появляется смесь полимеров, состоящая из три-, тетра-, пента-, и гексамеров воды и свободных молекул воды.
Изучить строение этих образующихся полимеров воды оказалось достаточно трудно, так как вода – смесь разных полимеров, которые находятся в равновесии меж собой. Сталкиваясь вместе, полимеры перебегают один в другой, распадаются и вновь образуются.
Структуры кластеров воды были найдены и на теоретическом уровне, нынешняя вычислительная техника позволяет это сделать. Более того, конкретно сравнением экспериментально отысканных и рассчитанных характеристик удалось обосновать, что полимеры имеют то строение, которое описано выше.
В 1999 г. Станислав Зенин провёл вместе с Б. Полануэром (на данный момент в США) исследование воды в ГНИИ генетики, которые дали наинтереснейшие результаты. Применив современные способы анализа, как-то рефрактометрического, протонного резонанса и жидкостной хроматографии исследователям удалось найти полиассооциаты — «кванты» воды.
Рис. Вероятные кластеры воды
Объединяясь вместе, кластеры могут создавать более сложные структуры:
Рис. Более сложные ассоциаты кластеров воды
Кластеры, содержащие в своём составе 20 молекулу оказались более размеренными.
Рис. Формирование кластера из 20 молекулы воды.
Согласно догадке С.В. Зенина вода представляет собой иерархию правильных больших структур «ассоциатов» (clathrates), в базе которых лежит кристаллоподобный «квант воды», состоящий из 57 ее молекул, которые ведут взаимодействие вместе за счет свободных водородных связей. При всем этом 57 молекул воды (квантов), образуют структуру, напоминающую тетраэдр. Тетраэдр в свою очередь состоит из 4 додекаэдров (правильных 12-гранников). 16 квантов образуют структурный элемент, состоящий из 912 молекул воды. Вода на 80% состоит из таких частей, 15% — кванты-тетраэдры и 3% — традиционные молекулы Н2О. Таким макаром, структура воды связана с так именуемыми платоновыми телами (тетраэдр, додекаэдр), форма которых связана с золотой пропорцией. Ядро кислорода также имеет форму платонова тела (тетраэдра).
Простой ячейкой воды являются тетраэдры, содержащие связанные меж собой водородными связями четыре (обычный тетраэдр) либо 5 молекул Н2О (объемно-центрированный тетраэдр). При всем этом у каждой из молекул воды в обычных тетраэдрах сохраняется способность создавать водородные связи. За счет их обыкновенные тетраэдры могут объединяться меж собой верхушками, ребрами либо гранями, образуя разные кластеры со сложной структурой, к примеру, в форме додекаэдра.
Таким макаром, в воде появляются постоянные кластеры, которые несут внутри себя очень огромную энергию и информацию очень высочайшей плотности. Порядковое число таких структур воды так же высоко, как и порядковое число кристаллов (структура с очень высочайшим упорядочением, которую мы только знаем), поэтому их также именуют «жидкими кристаллами» либо «кристаллической водой». акая структура энергетически прибыльна и разрушается с освобождением свободных молекул воды только при больших концентрациях спиртов и схожих им растворителей [Зенин, 1994]. «Кванты воды» могут вести взаимодействие вместе за счет свободных водородных связей, торчащих наружу из вершин “кванта” своими гранями. При всем этом может быть образование уже 2-ух типов структур второго порядка. Их взаимодействие вместе приводит к возникновению структур высшего порядка. Последние состоят из 912 молекул воды, которые по модели Зенина фактически не способны к взаимодействию за счет образования водородных связей. Этим и разъясняется, к примеру, высочайшая текучесть воды, состоящей из большенных полимеров. Таким макаром, аква среда представляет собой вроде бы иерархически организованный водянистый кристалл.
Изменение положения 1-го структурного элемента в этом кристалле под действием хоть какого наружного фактора либо изменение ориентации окружающих частей под воздействием добавляемых веществ обеспечивает, согласно догадке Зенина, высшую чувствительность информационной системы воды. Если степень возмущения структурных частей недостаточна для перестройки всей структуры воды в данном объеме, то после снятия возмущения система через 30-40 мин ворачивается в начальное состояние. Если же перекодирование, т. е. переход к другому обоюдному расположению структурных частей воды оказывается энергетически прибыльным, то в новеньком состоянии отражается кодирующее действие вызвавшего эту перестройку вещества [Зенин, 1994]. Такая модель позволяет Зенину объясненить «память воды» и ее информационные характеристики [Зенин, 1997].
Рис. Формирование отдельного кластера воды (компъютерное моделирование)
В дистиллированной воде кластеры фактически электронейтральны. Но Зенин нашел, что их электропроводность можно поменять. Если помешать магнитной мешалкой, связи меж элементами клстеров будут разрушены и вода перевоплотится в мертвое, неупорядоченное месиво.
Структурированное состояние воды оказалось чувствительным датчиком разных полей. С. Зенин считает, что мозг, сам состоящий на 90% из воды, может, все же, изменять её структуру.
Необходимо подчеркнуть, что в текущее время есть и другие модели воды, описывающие её аномальные характеристики. Так, доктор Мартин Чаплин из Английского института (Martin Chaplin Professor of Applied Science Water and Aqueous Systems Research of the London South Bank University) высчитал и представил иную структуру воды, в базе которой лежит икосаэдр.
Рис. Формирование икосаэдра воды
Согласно этой модели вода состоит из 1820 молекул воды — это вдвое больше, чем в модели Зенина. Огромный икосаэдр в свою очередь состоит из 13 более маленьких структурных частей. При этом, так же как и у Зенина, структура огромного ассоциата базируется на более маленьких образованиях.
Рассматривая все эти модели, необходимо чётко представлять, что они – пока менее чем модели, идеальнее всего объясняющие те либо другие аномальные характеристики воды.
О. В. Мосин