Въпреки че водата е една от най-познатите вещества на Земята, тя крие много тайни, които науката все още се стреми да разкрие. Особено интересно е как водата се държи, когато е в изключително малки пространства — например в протеини, минерали или изкуствени наноматериали. В такива случаи поведението ѝ може да се различава драстично от това в обичайната ѝ течна форма.
Учени от Tokyo University of Science се съсредоточават върху особено любопитно и все още слабо изследвано състояние, при което водата изглежда сякаш е на прага на замръзване и топене едновременно, не попадaйки точно нито в течно, нито в твърдо състояние.
Този режим обаче е бил труден за изучаване, поради ограниченията на технологиите: например дифракционни методи (като рентгенов анализ) могат да откриват положението на атомите (освен водорода) с добра точност, но не са чувствителни към ротационното движение на водородните атоми и движението на отделните молекули.
Екип под ръководството на проф. Макото Тадокоро (Makoto Tadokoro), със съдействието на доц. Фумия Кобаяши (Fumiya Kobayashi) и докторант Томоя Намики (Tomoya Namiki) от Катедрата по химия наTokyo University of Science, както и със съдействието на други японски учени, изследваха по-детайлно това състояние на водата.
В публикацията им — в престижното списание Journal of the American Chemical Society (JACS) от 27 август 2025 г. — Проф.Тадокоро обяснява:
„Режимът по същество представлява нова фаза на водата, в която замразени слоеве H₂O и бавно движеща се H₂O съжителстват.“
Значение и бъдещи приложения:
Събраните открития спомагат за по-комплексно разбиране на това как водата се държи при екстремно ограничение. Те изясняват ключови структурни и динамични аспекти, от значение за това как водата и йоните преминават през биологични протеини и мембрани.
„Създавайки нови мрежи, може да се окаже възможно съхранението на енергийни газове като водород и метан и разработването на водни материали като изкуствени газови хидрати“, отбелязва проф. Тадокоро.
Контролирайки свойствата на замръзване на водата според структурата на леда, може да се стигне и до създаване на нови, евтини и безопасни хидросферни материали. Това изследване също така демонстрира, че дори вещество като водата — толкова разпространено и изучавано — все още съдържа фундаментални тайни, които чакат да бъдат разкрити. Приложението на тези знания може да промени начина, по който се проектират наноматериали, мембрани за филтрация и системи за съхранение на енергия — в основата на бъдещите технологии стои именно разбирането как водата се държи на изключително малки мащаби. Работата на японксите учени не само разширява фундаменталните познания за природата, но отваря хоризонти за иновации — илюстрирайки, че науката е на прага на нови открития.
Пълното изследване с пробите и съответните резултати може да бъде видяно в официалната публикация към Journal of the American Chemical Society (JACS) .
Източници: Tokyo University of Science, Journal of the American Chemical Society (JACS)
