Вода как гетерогенная структура

Недавно были получены данные об образовании молекулярными комплексами воды гигантских - до 0,1 мм - структур, названых гигантскими гетерофазными кластерами (ГГК) или супранадмолекулярными (СНМ) комплексами [Смирнов А.Н. и др., 2005, 2004]. В настоящей работе показано, что малоугловое рассеяние лазерного света (l=633 нм) водой, определяемое концентрацией гигантских кластеров, в значительной степени обусловлено присутствием дейтерия, обычно рассматриваемого в качестве фоновой примеси. Стабилизация ГГК, коррелирующая с наличием дейтерия, подтверждена при сравнении воды с содержанием дейтерия менее 5 ррm («протиевая» водa – “deuterium depleted water”) и обычной бидистиллированной воды ([D]=141 ррm) по следующим характеристикам: 1) времени спин-спиновой релаксации протона (0,35±0,02 с и 2,0±0,1 с, соответственно), 2) вкладом в коэффициент самодиффузии от коллективных движений (6,3•1010 и 4,6•1010 м2/с, соответственно). Установлено, что размерные спектры ГГК воды, имеющие основные максимумы при 100, 30 и 10 мкм зависят также и от величины рН: увеличение рН от 1 до 12 приводит к увеличению доли 100-мкм фракции на два порядка с точкой перегиба около рН=7. Предложена модель строения ГГК воды, в рамках которой концентрации Н+ и дейтерия внутри гигантского кластера выше, чем в окружающей «континуальной» воде.

Water as heterogeneous structure

Recently the data about formation of giant (up to 0.1 mm) heterophase clusters – GHC (another term is over-supramolecular complexes) from molecular clusters were obtained [Smirnov A.N. et al, 2005, 2004]. In the present paper it was shown that the determined by giant water clusters low-angle laser light scattering (l=633 нм) depends on the presence of deuterium in water usually considering as impurity element in water. Deuterium-correlated stabilization of GHK were confirmed with comparison of the next characteristics of deuterium depleted water ([D]< 5 ppm) and Milli-Q purified water ([D]=141 ррm): 1) spin-spin relaxation times from the protons of water (accordingly, 0.35±0.02 s и 2.0±0.1 s), 2) contribution of collective motion to coefficient of self-diffusion (accordingly, 6,3•1010 m2/s and 4,6•1010 m2/s). It was established water GHC with maximima near 100 µ, 30 µ and 10 µ depend on рН. The increase of рН from 1 to 12 lead to the two-order increase of part of 100 µ fraction of GHC with "hump" near рН=7. The model of the water GHC structure was proposed according to which the concentrations of H+ and deuterium in GHC are higher than in surrounding “continued” water.