Вода в нанотрубках похожа на ДНК

Спиральная структура воды при высоком давлении внутри нанотрубки. Синим с зелёным показаны четыре одинарные спирали внутренней стенки, а красным с белым выделены молекулы внешнего слоя, образующие четыре двойные спирали (фото Xiao Cheng Zeng).

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.



Физики научились пасти атомы

11 декабря 2006

Создано не вполне аморфное стекло

8 декабря 2006

Автомобильный водород загонят в пену

28 ноября 2006

Выпрямитель тепла напоминает демона Максвелла

22 ноября 2006

Оружейники древней Сирии укрепляли сталь нанотрубками

16 ноября 2006