Действие на воду сверхслабых электрических полей (а именно КВЧ-излучения)
Действие на воду сверхслабых электрических полей (а именно КВЧ-излучения)
Вопрос
Здрасти, Олег Викторович. Меня приятно порадовали ваши зания о воде. Я в прошлой жизни был не нехороший электронщик и спец по вычислительной технике. Я желаю сказать к воде не имею дела. А вопрос вот в чем, по воле судьбы, пришлось заниматься. На биологическом уровне активными добавками и косметикой. Меня заинтриговала неувязка переноса инфы с препаратов на нашу субстанцию, а субстанция, это экстракт гриба выращенный в ферментере. Работает нормально. Положительных отзывов много. Некие приходят годами. Итак вот, после знакомства с разными изобретениями, я тормознул на приборе сем тест. Я прослушал семинар в Санкт-Петербурге и мне кажется это наилучший в приборостроении. Я так думаю. Сейчас к делу. Прибор работает в режиме КВЧ, структурирует воду. На лекции произнесли, что такая вода обладает качествами антисептическими, так ли это? Сколько по времени она может иметь такие характеристики, и что еще увлекательного в структурированной воде? Если естественно не тяжело, напишите либо где можно почитать непосредственно по данной теме. Фортуны. Юрий Петрович.
Ответ
Здрасти, почетаемый Юрий Петрович!
Термин “структурированная вода”, т.е. вода с постоянной структурой был введён относительно издавна и связан с кластерной моделью строения воды.
Молекула воды представляет собой небольшой диполь, содержащий положительный и отрицательный заряды на полюсах. Потому что масса и заряд ядра кислорода больше чем у ядер водорода, то электрическое скопление стягивается в сторону кислородного ядра. При всем этом ядра водорода “оголяются”. Таким макаром, электрическое скопление имеет неоднородную плотность. Около ядер водорода имеется недочет электрической плотности, а на обратной стороне молекулы, около ядра кислорода, наблюдается излишек электрической плотности. Конкретно такая структура и определяет полярность молекулы воды. Если соединить прямыми линиями эпицентры положительных и отрицательных зарядов получится большая геометрическая фигура — верный тетраэдр.
Благодаря наличию водородных связей любая молекула воды образует водородную связь с 4-мя примыкающими молекулами, образуя ажурный сетчатый каркас в молекуле льда. Но, в водянистом состоянии вода – неупорядоченная жидкость; эти водородные связи — спонтанные, короткоживущие, стремительно рвутся и образуются вновь. Всё это приводит к неоднородности в структуре воды.
То, что вода неоднородна по собственному составу, было установлено издавна. Издавна понятно, что лёд плавает на поверхности воды, то есть плотность кристаллического льда меньше, чем плотность воды. Практически у всех других веществ кристалл плотнее водянистой фазы. К тому же и после плавления при повышении температуры плотность воды продолжает возрастать и достигает максимума при 4°C. Наименее известна аномалия сжимаемости воды: при нагреве от точки плавления прямо до 40°C она миниатюризируется, а потом возрастает. Теплоёмкость воды тоже зависит от температуры немонотонно. Не считая того, при температуре ниже 30°C с увеличением давления от атмосферного до 0,2 ГПа вязкость воды миниатюризируется, а коэффициент самодиффузии — параметр, который определяет скорость перемещения молекул воды относительно друг дружку растёт. Для других жидкостей зависимость оборотная, и почти нигде не бывает, чтоб некий принципиальный параметр вёл себя не монотонно, т.е. поначалу рос, а после прохождения критичного значения температуры или давления уменьшался. Появилось предположение, что на самом деле вода — это не единая жидкость, а смесь 2-ух компонент, которые различаются качествами, к примеру плотностью и вязкостью, а следовательно, и структурой. Такие идеи стали появляться в конце XIX века, когда накопилось много данных об аномалиях воды.
Первым идею о том, что вода состоит из двух компонент, высказал Уайтинг в 1884 году. Его авторство цитирует Э.Ф. Фрицман в монографии “Природа воды. Тяжёлая вода”, изданной в 1935 году. В 1891 году В. Ренгтен ввёл представление о двух состояниях воды, которые различаются плотностью. После неё появилось огромное количество работ, в которых воду рассматривали как смесь ассоциатов различного состава (“гидролей”).
Когда в 20-е годы обусловили структуру льда, оказалось, что молекулы воды в кристаллическом состоянии образуют трёхмерную непрерывную сетку, в которой любая молекула имеет четырёх ближайших соседей, расположенных в вершинах правильного тетраэдра. В 1933 году Дж. Бернал и П. Фаулер представили, что схожая сетка существует и в жидкой воде. Так как вода плотнее льда, они считали, что молекулы в ней размещены не так, как во льду, то есть подобно атомам кремния в минерале тридимите, а так, как атомы кремния в более плотной модификации кремнезёма — кварце. Повышение плотности воды при нагревании от 0 до 4°C разъяснялось присутствием при низкой температуре тридимитовой составляющие. Таким макаром, модель Бернала — Фаулера сохранила элемент двухструктурности, но главное их достижение — мысль непрерывной тетраэдрическои сетки. Тогда появился известный афоризм И. Ленгмюра: „Океан — одна большая молекула“. Излишняя конкретизация модели не прибавила приверженцев теории единой сетки.
Исключительно в 1951 году Дж. Попл сделал модель непрерывной сетки, которая была не так конкретна, как модель Бернала — Фаулера. Попл представлял воду как случайную тетраэдрическую сетку, связи меж молекулами в которой искривлены и имеют различную длину. Модель Попла разъясняет уплотнение воды при плавлении искривлением связей. Когда в 60–70-е годы появились 1-ые определения структуры льдов II и IX, стало ясно, как искривление связей может приводить к уплотнению структуры. Модель Попла не могла разъяснить немонотонность зависимости параметров воды от температуры и давления так отлично, как модели 2-ух состояний. Потому идею 2-ух состояний ещё длительно делили многие учёные.
Во 2-ой половине XX века кроме „континуальных“ моделей (модель Попла), появились две группы „смешанных“ моделей: кластерные и клатратные. В первой группе вода представала в виде кластеров из молекул, связанных водородными связями, которые плавали в море молекул, в таких связях не участвующих. Модели 2-ой группы рассматривали воду как непрерывную сетку (обычно в этом контексте именуемую каркасом) водородных связей, которая содержит пустоты; в них располагаются молекулы, не образующие связей с молекулами каркаса. Несложно было подобрать такие характеристики и концентрации 2-ух микрофаз кластерных моделей или свойства каркаса и степень наполнения его пустот клатратных моделей, чтоб разъяснить все характеристики воды, в том числе и знаменитые аномалии.
Посреди кластерных моделей более броской оказалась модель Г. Немети и Х. Шераги: предложенные ими рисунки, изображающие кластеры связанных молекул, которые плавают в море несвязанных молекул, вошли во множество монографий.
Первую модель клатратного типа в 1946 году предложил О.Я. Самойлов: в воде сохраняется схожая гексагональному льду сетка водородных связей, полости которой отчасти заполнены мономерными молекулами. Л. Полинг в 1959 году сделал другой вариант, предположив, что основой структуры может служить сетка связей, присущая неким кристаллогидратам.
В течение 2-ой половины 60-х годов и начала 70-х наблюдается сближение всех этих взглядов. Появлялись варианты кластерных моделей, в которых в обеих микрофазах молекулы соединены водородными связями. Сторонники клатратных моделей стали допускать образование водородных связей меж пустотными и каркасными молекулами. То есть практически создатели этих моделей рассматривают воду как непрерывную сетку водородных связей. И речь идёт о том, как неоднородна эта сетка (к примеру, по плотности). Представлениям о воде как о водородно-связанных кластерах, плавающих в море лишённых связей молекул воды, был положен конец в начале 80-х годов, когда Г. Стэнли применил к модели воды теорию перколяции, описывающую фазовые переходы воды.
В 1999 г. узнаваемый русский исследователь воды С.В. Зенин защитил в Институте медико-биологических заморочек РАН докторскую диссертацию, посвященную структурированной воде, которая явилась значимым шагом в продвижении этого направления исследовательских работ, сложность которых усиливается тем, что они находятся на стыке 3-х наук: физики, химии и биологии. Им на основании данных, приобретенных 3-мя физико-химическими способами: рефрактометрии (С.В. Зенин, Б.В. Тяглов, 1994), высокоэффективной жидкостной хроматографии (С.В. Зенин с соавт., 1998) и протонного магнитного резонанса (С.В. Зенин, 1993) построена и подтверждена геометрическая модель основного размеренного структурного образования из молекул воды (структурированная вода), а потом (С.В. Зенин, 2004) получено изображение при помощи контрастно-фазового микроскопа этих структур.
На данный момент наукой подтверждено, что особенности физических параметров воды и бессчетные короткоживущие водородные связи меж примыкающими атомами водорода и кислорода в молекуле воды делают подходящие способности для образования особенных структур-ассоциатов (кластеров), воспринимающих, хранящих и передающих самую различную информацию.
Структурной единицей таковой воды является кластер, состоящий из клатратов, природа которых обоснована далекими кулоновскими силами. В структуре кластров закодирована информация о взаимодействиях, имевших место с данными молекулами воды. В аква кластерах за счёт взаимодействия меж ковалентными и водородными связями меж атомами кислорода и атомами водорода может происходить миграция протона (Н+) по эстафетному механизму, приводящие к делокализации протона в границах кластера.
Вода, состоящая из огромного количества кластеров разных типов, образует иерархическую пространственную жидкокристаллическую структуру, которая может принимать и хранить большие объемы инфы.
На рисунке в качестве примера приведены схемы нескольких простых кластерных структур.
Некие вероятные структуры кластеров воды
Вода структурируется, т.е. приобретает необыкновенную регулярную структуру при воздействии многих структурирующих причин, к примеру, при замораживании-оттаивании воды (считается, что в таковой воде сохраняются “ледяные” кластеры), воздействии неизменного магнитного либо электрического поля, при поляризации молекул воды и др. Считается, что такая структурированная вода становится активной и несёт новые характеристики.
Постоянная структура льда (набросок справа)
Вода является источником сверхслабого и слабенького переменного электрического излучения. Менее беспорядочное электрическое излучение создаёт структурированная вода. В таком случае может произойти индукция соответственного электрического поля, изменяющего структурно-информационные свойства био объектов с следующим переносом заряда по цепочке диполей молекул воды.
Переносчиками инфы могут быть физические поля самой различной природы. Так установлена возможность дистанционного информационного взаимодействия жидкокристаллической структуры воды с объектами различной природы с помощью электрических, акустических и других полей.
Как это происходит? Если к определённому кубическому объёму воды приложить неизменное электрическое поле, то в данном случае все молекулы воды, представляющие из себя мелкие заряжённые диполи выстроятся повдоль силовых линий электрического поля, т.е. повдоль оси X. При термическом движении дипольной молекулы воды перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, повдоль оси Y ( см. вектор V ), будет появляться момент сил F1, F2 ( сила Лоренса ), пытающихся развернуть молекулу в горизонтальной плоскости.
При движении молекулы в горизонтальной плоскости, повдоль оси Z , будет появляться момент сил в вертикальной плоскости. Но полюса магнита будут всегда препятствовать повороту молекулы, а как следует и тормозить хоть какое движение молекулы перпендикулярно линиям магнитного поля. Таким макаром, в молекуле воды, помещённой меж 2-мя полюсами магнита остаётся только одна степень свободы – это колебание повдоль оси X — силовых линий приложенного магнитного поля. По всем остальным координатам движение молекул воды будет тормозиться. Таким макаром, молекула воды становится вроде бы «зажатой» меж полюсами магнита, совершая только колебательные движения относительно оси X. Причём определённое положение диполей молекул воды в магнитном поле повдоль силовых линий поля будет сохраняться, тем делая воду более структурированной и упорядоченной.
Другой способ структурирования воды – обработка воды электронным полем. По определению явление химической активации воды (ЭХАВ) – совокупа химического и электрофизического воздействия на воду в двойном электронном слое (ДЭС) электрода (или анода, или катода) химической системы при неравновесном переносе заряда через ДЭС электронами и в критериях насыщенного диспергирования в воды образующихся газообразных товаров химических реакций. В итоге пропускания через воду неизменного электронного тока, поступление электронов в воду у катода, так же как и удаление электронов из воды у анода, сопровождается серией химических реакций на поверхности катода и анода. В итоге образуются новые вещества, меняется система межмолекулярных взаимодействий, состав воды, в том числе структура воды как раствора. Получают такую воду при помощи диафрагменного проточного химического реактора (СТЭЛ), включающего в собственный состав специальную мембрану (диафрагму), разделяющую воду, находящуюся у катода и воду, находящуюся у анода. Состав электродов (анода и катода) такой, что они могут обмениваться только электронами. Но всё же этот способ в отличие от намагничивания воды неизменным магнитным полем, связан с деструкцией и разложением воды. Потому в качестве примера ограничимся рассмотрением в качестве структурированной намагниченной воды.
После воздействия на воду магнитного (электрического) поля вода становится более структурированной, чем вода рядовая. В ней возрастает скорость хим реакций и кристаллизации растворенных веществ, интенсифицируются процессы адсорбции, улучшается коагуляция примесей и выпадение их в осадок. Воздействие магнитного поля на воду сказывается на поведении находящихся в ней примесей, хотя суть этих явлений пока точно не выяснена.
Лично я объясняю био действие структурированной воды на организм тем, что каналы (насосы) мембран клеток тканей пропускают молекулы структурированной воды с завышенной скоростью, из-за того, что постоянная структура воды припоминает регулярную структуру самой мембраны клеточки – высокоструктурированной органеллы.
Опыты проявили, что употребление вовнутрь омагниченной структурированной воды увеличивает проницаемость био мембран тканевых клеток, понижает количество холестерина в крови и печени, регулирует кровяное давление, увеличивает обмен веществ, содействует выделению маленьких камешков из почек.
Более удачно структурированную воду употребляют и в сельском хозяйстве. К примеру, пятичасовое замачивание семян свеклы в магнитной воде приметно увеличивает сбор; полив магнитной водой провоцирует рост и урожайность сои, подсолнечника, кукурузы, помидоров. В неких странах магнитная вода служит и медицине: она помогает удалять почечные камешки, оказывает антибактериальное действие, а бетон, замешанный на омагниченной воде, обретает завышенную крепкость и морозоустойчивость. Таким макаром, эффекты структурированной воды очень многочисленны и их природу и область внедрения еще только начинают учить. Проникновение в сущность этого явления откроет не только лишь практические способности, да и новые характеристики структурированной воды.
Но «память» у омагниченной структурированной воды не очень долгая, а точнее очень маленькая. Считается, что она помнит воздействие поля наименее суток, хотя этот придел очень завышен. Опыты проявили, что области с различным строением — кластеры появляются в воде спонтанно и спонтанно одномоментно распадаются. Вся структура воды живойёт и повсевременно изменяется, причём время, за которое происходят эти конфигурации, очень малюсенькое. Исследователи наблюдали за перемещениями молекул воды и узнали, что они совершают нерегулярные колебания с частотой около 0,5 пс и амплитудой 1 ангстрем. Наблюдались также и редчайшие неспешные скачки на ангстремы, которые продолжаются пикосекунды. В общем, за 30 пс молекула может сместиться на 8-10 ангстрем. Время жизни локального кластерного окружения тоже невелико. Области, составленные из кластеров могут распасться за 0,5 пс, а могут жить и несколько пикосекунд. А вот рассредотачивание времён жизни водородных связей очень велико. Но это время не превосходит 40 пс, а среднее значение — несколько пс.
Так что как отлично при помощи способа обработки воды электрическим коротковолновым излучением высочайшей частоты КВЧ достигнуть структурированности воды вопрос спорный.
Длина волны КВЧ-излучения составляет миллиметры. А квант энергии КВЧ-излучения имеет очень малую величину по сопоставлению с термический энергией частиц той среды (в этом случае это вода), на которую это излучение повлияет:
где kT0 – термическая энергия частиц среды (молекул воды), тут k=1,38·10-23 Дж/К –
неизменная Больцмана, T0 – абсолютная температура среды;
h? есть энергия кванта электрического излучения, здесь h=6,62·10-34 Дж·с –
неизменная Планка, а ? – частота излучения.
Как следует, на теоретическом уровне, резонансное воздействие (если оно имеет место), должно происходить на надклеточном уровне. Глубина проникания в биоткани, характеризующая степень поглощения КВЧ-излучения веществом составляет всего 300-500 мкм. Конечное, вода не такая уплотненная субстанция, как кожа, но всё же гласить о каких-то больших эффектах воздействия КВЧ-излучения на воду, возможно, не приходится.
Относительно био воздействия КВЧ-излучения на живы организмы необходимо подчеркнуть, что неувязка КВЧ-воздействия на живы организмы является частью общей трудности воздействия на их слабеньких наружных причин разной физической природы, таких как электрические волны, радиоволны и др. Способ КВЧ-излучения находит обширное применение в медицине.
На данный момент внедрение КВЧ-излучения в терапии и профилактике целого ряда болезней человека является одним из интенсивно развивающихся направлений современной медицинской медицины. Электрические волны миллиметрового спектра удачно используются для исцеления заболеваний органов кровообращения, дыхания, пищеварения, мочеполовой, нервной и других систем. Были получены 1-ые обнадеживающие результаты по ослаблению при помощи подготовительного воздействия миллиметровых волн последствий рентгеновского облучения на костный мозг, характеристики эритроцитов крови, перекисное окисление липидов и др.
В общих чертах, био действие электрических излучений оптического и микроволнового диапазонов не имеет принципных различий. Считается, что в базе эффекта лежат структурно-функциональные конфигурации мембранных образований клеток и внутриклеточных органелл, которые являются мишенями электрического поля. В итоге такового взаимодействия создается физико-химическая база для конфигурации процессов метаболизма, связанного с переносов протонов и электронов, а уже на этой базе появляются поочередные неспецифические реакции клеточки и организма в целом. Различия есть только в биофизических тонкостях взаимодействия электрических полей и биотканей.
Во всех аппаратах, генерирующих КВЧ-излучение употребляется КВЧ-излучение низкой интенсивности (малой мощности), не вызывающие нагревание тканей, при воздействии. Отсутствие термических эффектов, при проведении КВЧ-терапии снимает целый ряд ограничений, характерных, к примеру, большая часть физиотерапевтических аппаратов: строгие противопоказания при наличии злокачественных новообразований, доброкачественных опухолей, неких воспалительных болезней, беременности и т.п.
Стандартный вариант КВЧ-терапии употребляет стандартные частоты: 42,25 ГГц (7,1 мм); 53,57 ГГц (5,6 мм); 61,22 ГГц (4,9 мм), резонансно действующие на общие для разных био объектов структуры (белки-ферменты, клеточные мембраны и т.д.). В итоге активируются имеющиеся резервы организма и ускоряются адаптационные и восстановительные процессы.
КВЧ-воздействие провоцирует в организме неспецифическую адаптационную резистентность, при всем этом в организме мобилизуются защитные (иммунный статус) и регуляторные (нейрогуморальный фактор) функции.
При КВЧ-воздействии изменяются физико-химические характеристики крови и липидный состав био мембран.
Специфичность КВЧ-воздействия проявляется на уровне кожного покрова. Приблизительно 80% испытуемых испытывают определённые чувства (сенсорная индикация): давление, покалывание, прикосновение, жжение, изредка – тепло, холод.
КВЧ-воздействие вызывает частотно-зависимые эффекты: появление резонансных колебаний в бислойных липидных мембранах клеточки и интерференцию на поверхности кожи первичной и вторичных волн и разные биофизические эффекты.
Как мне понятно, детализированных системных исследовательских работ воздействия КВЧ излучения на воду не проводилось.
В заключение следует выделить, что и сама теория структурированной воды имеет много подводных камешков. К примеру, сам Зенин подразумевает, что основной структурный элемент воды — кластер из 57 молекул, образованный слиянием четырёх додекаэдров. Они имеют общие грани, а их центры образуют верный тетраэдр. То, что молекулы воды могут размещаться по вершинам пентагонального додекаэдра, понятно издавна; таковой додекаэдр — база газовых гидратов. Потому ничего необычного в предположении о существовании таких структур в воде нет, хотя уже говорилось, что никакая определенная структура не может быть преобладающей и существовать длительно. Потому удивительно, что этот элемент подразумевается основным и что в него заходит ровно 57 молекул. Из шариков, к примеру, можно собирать такие же структуры, которые состоят из примыкающих друг к другу додекаэдров и содержат 200 молекул. Зенин же утверждает, что процесс трёхмерной полимеризации воды останавливается на 57 молекулах. Более больших ассоциатов, по его воззрению, быть не должно. Но если бы это было так, из водяного пара не могли бы осаждаться кристаллы гексагонального льда, которые содержат большущее число молекул, связанных воедино водородными связями. Совсем непонятно, почему рост кластера Зенина тормознул на 57 молекулах. Чтоб уйти от противоречий, Зенин и упаковывает кластеры в более сложные образования — ромбоэдры — из почти тыщи молекул, причём начальные кластеры друг с другом водородных связей не образуют. Почему? Чем молекулы на их поверхности отличаются от тех, что снутри? По мнению Зенина, узор гидроксильных групп на поверхности ромбоэдров и обеспечивает память воды. Как следует, молекулы воды в этих больших комплексах жёстко фиксированы, и сами комплексы представляют собой твёрдые тела. Такая вода не будет течь, а температура её плавления, которая связана с молекулярной массой, должна быть очень высочайшей.
Какие характеристики воды разъясняет модель воды Зенина? Так как в основе модели лежат тетраэдрические постройки, её можно в той или иной степени согласовать с данными по дифракции рентгеновских лучей и нейтронов. Но вряд ли модель может разъяснить уменьшение плотности при плавлении — упаковка додекаэдров наименее уплотненная, чем лёд. Но труднее всего согласуется модель с динамическими свойствами — текучестью воды, огромным значением коэффициента диффузии, малыми периодически корреляции и диэлектрической релаксации, которые измеряются пикосекундами. Последний факт свидетельствует только о том, что модель структурированной воды – только одна из более наилучших моделей, описывающих поведение и структурно-функциональнве характеристики воды, но пока не безупречная.
К.х.н. О.В. Мосин