Если поместить обычную воду внутрь нанотрубок, то при определённых условиях её молекулы выстроятся таким образом, что будут напоминать спирали молекулы ДНК. К этому неожиданному выводу пришли исследователи из университета Небраски в Линкольне (University of Nebraska–Lincoln) во главе с профессором Сяо Чэн Цзэном (Xiao Cheng Zeng).
Учёные задумали построить модель поведения воды внутри нанотрубок при помощи суперкомпьютера. В ходе этого эксперимента исследователи попытались выяснить, что произойдёт с молекулами воды при высоком давлении и понижении температуры до -23 градусов по Цельсию.
Каково же было удивление учёных, когда они узнали, что при таких условиях молекулы самостоятельно выстраиваются в спиральные «лесенки», очень напоминающие спиральную структуру ДНК.
«Это было крайне неожиданно, — говорит профессор Цзэн. — Мы думали, что лёд просто приобретёт форму трубчатой структуры, которые раньше наблюдались внутри углеродных нанотрубок». Примерно то же ожидалось и при нанотрубочном состоянии воды, описанном в другой работе.
Это необычное состояние оказалось возможным именно при определённом наборе параметров. Диаметр нанотрубок должен составлять 1,35-1,9 нанометра, а давление — достигать 40 тысяч атмосфер.
В этом случае слой молекул воды образовал двойную стенку. Внутренняя стенка состоит из чётырёх «нитей» молекул воды, а внешняя — тоже из четырёх нитей, но двойных (этим она очень напоминает двойную спираль ДНК).
При иных условиях лёд в нанотрубках представляет собой просто «внутренние» трубки безо всяких спиралей.
Цзэн и его коллеги уже несколько лет занимаются изучением льда внутри нанотрубок. «Я надеюсь, что эта модель окажется верной», — комментирует профессор своё открытие. По мнению учёного, проверить это возможно с помощью экспериментальных исследований на основе инфракрасной спектроскопии или рассеяния нейтронов.
А ещё нанотрубки могут укреплять сталь, стать сверхсильными мышцами, сращивать кости и поглощать водород. И почитайте про нанотрубки с крылышками.