Китайские ученые совершили прорыв в изучении структуры воды

Пекин. 16 мая. Silkroadnews - Китайские ученые выявили атомарную структуру гидратированного натриевого иона, основы химического состава морской воды, сообщает China Daily.

Ученые Пекинского университета и китайской Академии наук, используя разработанную Китаем новую атомно-силовую микроскопию, смогли наблюдать атомную структуру гидратированных ионов в их естественной среде.

По мнению ученых, технология может быть использована для изучения других жидкостей на водной основе, открывая новые возможности для молекулярных и материаловедческих наук.

Исследование было опубликовано 14 мая в журнале "Nature".

Ученые впервые смогли визуализировать атомную структуру гидратированных ионов с тех пор, как этот термин был предложен более ста лет назад.

С конца 19-го века ученые изучают ионную гидратацию, процесс, в котором вода растворяет материалы, такие как хлорид натрия или соль. Хотя этот процесс чрезвычайно распространен в природе, то, как именно он работает на атомном уровне, остается загадкой.

«Вода-самая обильная жидкость на Земле. Ее простая химическая структура - два атома водорода, связанные с одним атомом кислорода - является основным строительным блоком большинства жизней на Земле», сказал Ван Энге, ведущий исследователь.

"Но наука, стоящая за водой, особенно в плане ее структуры и взаимодействия с другими химическими веществами, чрезвычайно трудна и не очень хорошо понятна", - добавил он. В 2005 году журнал Science перечислил структуру воды к одним из самых сложных научных головоломок, несмотря на то, что ее исследовали на протяжении столетия.

"Главная причина сложности воды-ее простота", - сказал Цзян Ин, профессор Международного центра квантовых материалов Пекинского университета, который был участником исследования.

«Поскольку атомы водорода настолько просты и малы по сравнению с атомом кислорода, странные свойства квантовой механики начинают мешать экспериментам и делают их менее предсказуемыми», сказал он.

"Поэтому очень важно, чтобы ученые непосредственно видели, как вода взаимодействует с другими материалами на атомном уровне", - сказал Цзян.

Исследовательская группа также открыла что ровно 3 молекулы воды необходимы для того чтобы позволить одиночному натриевому иону перемещаться от 10 до 100 раз быстрее чем другие гидратированные ионы - процесс который может привести к созданию более эффективных ионных батарей, антикоррозийным покрытиям и заводам опреснения морской воды.

«Это открытие позволяет ученым лучше понять, как клетки общаются друг с другом путем обмена ионов через каналы на  мембранах», - сказал Цзян.