еталоорганічних хімії РАН) і фізик Д.А. Селівановський (Ін-т прикладної фізики РАН) сформулювали гіпотезу про існуванні МЕХАНОХІМІЧНО реакцій радикальної дисоціації води [Домрачев, 1995]. Вони виходили з того, що рідка вода являє собою динамічно нестабільну полімерну систему і що за аналогією з МЕХАНОХІМІЧНО реакціями в полімерах при механічних впливах на воду поглинена водою енергія, необхідна для розриву Н-ОН, локалізується в мікромасштабной області структури рідкої води. Реакцію розриву Н-ОН зв'язку можна записати так: (Н 2 О) n (Н 2 О. .. H-|-OH) (Н 2 О) m + E (Н 2 О) n +1 (H) + (OH) (Н 2 О) m , де "E" позначає не спарений електрон.
Оскільки дисоціація молекул води і реакції за участю радикалів H і OH відбувається в асоційованому стані рідкої води, радикали можуть мати величезні (десятки секунд і більше) тривалості життя до загибелі в результаті реакцій рекомбінації [Blough et al., 1990].
Таким чином, існують досить переконливі свідчення на користь того, що в рідкої воді присутні вельми стійкі полімерні структури. У 1993 році американський хімік Кен Джордан запропонував свої варіанти стійких "квантів води ", які складаються з 6 її молекул [Tsai & Jordan, 1993]. Ці кластери можуть об'єднуватися один з одним і з "вільними" молекулами води за рахунок експонованих на їх поверхні водневих зв'язків. Цікавою особливістю цієї моделі є те, що з неї автоматично випливає, що вільно зростаючі кристали води, добре відомі нам сніжинки повинні володіти 6лучевой симетрією.
У 2002-му група д-ра Хед-Гордона методом рентгеноструктурного аналізу з допомогою надпотужного рентгенівського джерела Advanced Light Source (ALS) вдалося показати, що молекули води здатні за рахунок водневих зв'язків утворювати структури - "істинні цеглинки" води, що представляють собою топологічні ланцюжки та каблучки з безлічі молекул.
Інша дослідницька група Нильссона з синхротронної лабораторії все того ж Стенфордського університету, інтерпретуючи отримані експериментальні дані як наявність структурних ланцюжків і кілець, вважає їх досить довгоживучими елементами структури.
Незважаючи на те, що різні моделі пропонують відмінні за своєю геометрії кластери, всі вони постулюють, що молекули води здатні об'єднуватися з утворенням полімерів. Але класичний полімер - це молекула, всі атоми якої об'єднані ковалентними зв'язками, а не водневими, які до недавнього часу вважалися чисто електростатичними. Проте в 1999 р. було експериментально показано, що воднева зв'язок між молекулами води в льоду має частково (на 10%) ковалентний характер [Isaacs E. D., et al., 1999]. Навіть частково ковалентний характер водневого зв'язку "дозволяє", щонайменше, 10% молекул води об'єднуватися в досить довгоживучі полімери (неважливо, якою конкретною структури). А якщо у воді тобто полімери води, те навіть слабкі впливу на абсолютно чисту воду, а тим більше її розчини, можуть мати важливі наслідки.
У хімії полімерів добре відомий той факт, що під дією механічних напружень, зокрема - звукової обробки, розтягування, продавлювання полімеру за тонкі отвори, молекули полімерів можуть "рватися". У Залежно від будови полімеру, умов, в яких він знаходиться, ці розриви супроводжуються або утворенням нових безладних зв'язків між "обривками" вихідних молекул, або зменшенням їх молекулярної маси. Такі процеси слугують, зокрема, причиною старіння полімерів. Рідко уточнюють, що фрагментація полімерів при подібних впливах - явище нетривіальне. Так, наприклад, інтактні молекули ДНК, складених із сотень тисяч і мільйонів мономерів-нуклеотидів, легко розпадаються на більш дрібні фрагменти від простого перемішування препарату паличкою. При цьому, чим менше фрагменти, тим більше високої щільності потрібно енергія для подальшого дроблення. У всіх випадках - І в довгих і в коротких полімерах розриваються хімічно ідентичні ковалентні зв'язку. Отже, якщо для розриву ковалентного зв'язку між двома атомами в малій молекулі необхідно докласти енергію, еквівалентну енергії кванта УФ-або щонайменше видимого світла, то така ж зв'язок в полімері може розірватися при впливі на нього механічних коливань. У першому випадку частота коливань відповідає величинам порядку 1015 Гц, під другому - герцам - кілогерц. Значить, молекула полімеру може виступати в ролі своєрідного трансформатора енергії низької щільності в енергію високої щільності. Образно кажучи, полімери перетворюють тепло в світло. А тоді, якщо рідка вода може хоч якоюсь мірою розглядатися як квазі-полімер, то і в ній можуть здійснюватися подібні процеси.
Здатність молекул води утворювати певні структури, заснована на наявності так званих водневих зв'язків. Ці зв'язки не хімічної природи. Вони легко руйнуються і швидко відновлюються, що робить структуру води виключно мінливою. Саме за...
