Вода является основой всей жизни на земле. Его структура проста: два атома водорода, связанных с одним атомом кислорода атом — пока его поведение является уникальным среди жидкостей, и ученые до сих пор не до конца понимают истоки ее отличительные свойства.
Когда заряженные полимеры растворяют в воде, водный раствор становится более вязким, чем ожидалось. Это высоковязкий используется природой в организме человека. Смазывающие и амортизирующие свойства синовиальной жидкости, которая является решением воды и заряженных биополимеров-это то, что позволяет нам сгибать, растягивать и сжимать наши суставы на протяжении всей жизни без вреда.
В исследовании, опубликованном в науке достижения, исследователи из лаборатории фундаментальных биофотоники (ЛБП) в школе ЕПФЛ инженерной пролили новый свет на вязкость водных растворов. Они показали, что, вопреки традиционным представлениям, что отталкивающее взаимодействие между полимерами несете полную ответственность за повышение вязкости, квантовый эффект ядерной между молекулами воды также имеет роль.
«До сих пор наше понимание заряженных полимерных водных растворов основывается на теории, которые лечат саму воду в качестве фона», — говорит Сильви Рорк, руководитель ливанский фунт. «Наше исследование показывает, что вода-вода взаимодействий на самом деле играют важную роль. То же самое можно сказать и о других физических и химических процессов, которые влияют на биологию».
Почему вода является уникальным
Вода получает уникальные свойства водородные связи — недолговечные связи между атомом кислорода одной молекулы воды и атомом водорода другой-что сломать и переформирование сто тысяч миллиардов раз в секунду. Эти облигации дают жидкую воду кратковременный трехмерную структуру.
Давно известно, что вода становится более вязкой, когда заряженные полимеры растворяются в нем. Вязкость зависит от размера молекулы и дополнительно бесплатно. Почему заряженные полимеры увеличивают вязкость больше, чем нейтральные объясняется, как расходы на полимеры отталкивают друг друга. В этом исследовании, однако, ученые РАН обнаружили, что электрические заряды и взаимодействуют с молекулами воды и менять воду-вода взаимодействий, которые еще больше мешают потоку раствора.
Исследователи измерили вязкость, записывая, как долго различные решения, чтобы течь вниз через узкую трубку. Они также используются специальные лазерные технологии, разработанные в лаборатории, чтобы исследовать взаимодействия вода-вода в тех же растворах на молекулярном уровне. Они обнаружили, что полимеры, полученные сетью водородных связей больше, заказал, который, в свою очередь, связано с увеличением вязкости.
Затем исследователи повторили эксперименты с тяжелой воды (Д2О), молекула, которая практически идентична легкой воды (Н2О), но имеет немного другой склеивания водородной сети. Они нашли удивительно большие различия в водо-водяных взаимодействия и вязкость. Поскольку полимеры, отталкивались друг от друга таким же образом, как в легкой и тяжелой воды, они пришли к выводу, что эти различия должны возникнуть небольшие различия в две молекулы взаимодействуют, а это значит, что квантовый эффект ядерного в игре.
Их открытие, что липкость заряженных полимерных растворов частично вытекает из квантовых эффектов в ядерных воды, имеет важнейшие последствия. «Вода есть везде», — объясняет Рорк. «Это составляет около 60% человеческого тела. Эти выводы в свойства воды и как она взаимодействует с другими молекулами, в том числе биомолекул, будут полезными для разработки новых технологий не только в области здравоохранения и биологических наук, а также в материалах и наука об окружающей среде».
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!