मॉडल अंतिम जल रहस्यों को हल करता है

एकल अणुओं के व्यवहार के साथ-साथ तरल पानी के साथ एक पूरी भविष्यवाणी के अनुसार

पानी के अणुओं का यह प्रतिनिधित्व पहले से ही नए MODell © Omololu Akin-Ojo और David Barczak पर आधारित है
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यह पृथ्वी पर सभी जीवन के लिए आवश्यक है, और हमारे शरीर का एक निर्माण खंड है - और फिर भी यह अभी भी कई रहस्य रखता है: पानी। अब, एक नए भौतिक मॉडल की मदद से, शोधकर्ताओं ने श्रम प्रयोगशाला परीक्षणों की आवश्यकता के बिना, H2O अणु के छिपे हुए गुणों को उजागर करने का एक तरीका खोजा है, जैसा कि विज्ञान में बताया गया है।

पहली नज़र में पानी का अणु सरल लगता है: H2O, एक ऑक्सीजन परमाणु से बंधे दो हाइड्रोजन परमाणु, समाप्त हो गए। लेकिन विशेष रूप से इसकी तरल अवस्था में, पानी बहुत अधिक जटिल है। "तरल के रूप में पानी बिल्कुल भी आसान नहीं है और अन्य तरल पदार्थों से कई गुणों में भिन्न होता है, " यूनिवर्सिटी के डेलावेयर में भौतिकी के प्रोफेसर और अध्ययन के प्रमुख, क्रिज़ेस्तोफ़ सल्जेविक्ज़ बताते हैं। "उदाहरण के लिए, प्रसिद्ध डिक्टानोमाली में, तथ्य यह है कि पानी चार डिग्री सेल्सियस पर अपने उच्चतम घनत्व तक पहुंचता है। नतीजतन, बर्फ पानी पर तैरती है, जबकि अन्य यौगिकों में, पदार्थ की ठोस स्थिति तरल में डूब जाएगी। "

इसके अलावा, पानी बड़ी मात्रा में गर्मी को स्टोर कर सकता है, इससे पहले कि वह खुद को गर्म कर ले और इसे धीरे-धीरे ठंडा होने पर छोड़ दे। इन सभी अनूठी विशेषताओं को पानी की आणविक संरचना के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है और सबसे ऊपर, पड़ोसी पानी के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बांड बनाने की इसकी क्षमता। ये कमजोर बंधन उत्पन्न होते हैं क्योंकि अणु में ऑक्सीजन आसानी से दो हाइड्रोजन परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनों को एक-दूसरे की ओर खींचता है, जिससे अणु के हाइड्रोजन छोर पर थोड़ा सकारात्मक चार्ज और थोड़ा नकारात्मक ऑक्सीजन अंत पैदा होता है।

हाइड्रोजन बॉन्डिंग की पहेली

"लंबे समय से, वैज्ञानिक अपेक्षाकृत एकमत थे कि तरल अवस्था में, पानी का प्रत्येक अणु इस तरह से लगभग चार अन्य पानी के अणुओं के साथ बातचीत करता है, " सल्ज़ेविक कहते हैं। "लेकिन 2004 में, विज्ञान के एक लेख में कहा गया कि यह केवल दो अन्य अणुओं के साथ मामला है। अगर यह सच होता, तो पानी का पूरा सिद्धांत अप्रचलित होता। "हालांकि, उस समय का प्रकाशन विशुद्ध रूप से प्रयोगात्मक टिप्पणियों पर आधारित था, एक सैद्धांतिक सत्यापन अभी तक नहीं हुआ था। "तरल पानी की संरचना के बारे में अनिश्चितताओं को अंत में समाप्त किया जा सकता है अगर यह साबित हो जाए कि यह संरचना भौतिक कानूनों से सीधे व्युत्पन्न है, " शोधकर्ता ने कहा।

और ठीक वैसा ही वैसा ही वैज्ञानिकों ने साल्जेविक के आसपास किया। उन्होंने क्वांटम यांत्रिक घटनाओं और भौतिक कानूनों के आधार पर एक सैद्धांतिक ढांचा तैयार किया, जिसने पानी के अणुओं के व्यवहार को परमाणु द्वारा "परमाणु" के रूप में विकसित करने की अनुमति दी। इस मॉडल से पानी के व्यवहार का अनुकरण करने के लिए उच्च प्रदर्शन वाले कंप्यूटरों के संपूर्ण समूहों की आवश्यकता थी। प्रदर्शन

परमाणु और आणविक समग्र स्तर पर व्यवहार का पता चला

"यह केवल अब संभव हो गया है क्योंकि तेज मल्टीप्रोसेसर कंप्यूटर अभिनय बलों के क्वांटम यांत्रिक समीकरणों के बहुत सटीक समाधानों की अनुमति देते हैं, " शेजेलिकेज़ कहते हैं। एक बार जब इन बलों और बातचीत को जाना जाता है, तो पानी के अणुओं के एक संयोजन में आंदोलनों की पहचान कर सकते हैं और पानी के सभी गुणों की गणना कर सकते हैं। उच्च प्रदर्शन वाले कंप्यूटरों के बावजूद, इसे खत्म होने से पहले कम से कम कुछ महीने लगे। अब तक था:

गणनाओं का परिणाम अब एक नया मॉडल है जो पहली बार व्यक्तिगत रूप से पानी के अणुओं की एक जोड़ी के गुणों के साथ-साथ तरल पानी के गुणों का भी सटीक अनुमान लगा सकता है। मॉडल की मदद से, विज्ञान और उद्योग में कई अनुप्रयोगों को अब अनुकूलित या नए विकसित किया जा सकता है। जैविक प्रक्रियाओं में पानी की भूमिका से जैसे प्रोटीन फोल्डिंग से बिजली उत्पादन की नई पीढ़ी की संकल्पना, भौतिकविदों का मानना ​​है कि संभव अनुप्रयोगों की सीमा पर्याप्त है।

(डेलावेयर विश्वविद्यालय, 05.03.2007 - NPO)