Вода всегда удивляла своей уникальностью. Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили, что при высоком давлении (1250 атмосфер) и низкой температуре (примерно –75 °C) жидкая вода разделяется на две отдельные фазы: одну с высокой плотностью и другую — с низкой. Результаты опубликованы в Nature Physics.
Команда под руководством профессора химии и биохимии Франческо Пазани применила суперкомпьютер MB-POL. Эта модель основана на высококачественных квантовых расчетах и методах машинного обучения, что позволяет разложить энергию системы на вклады отдельных молекул.
Благодаря такому подходу ученые смогли с невероятной точностью смоделировать, что происходит с водой на молекулярном уровне при экстремальных условиях. Они выяснили, что вода может разделиться на две разные жидкости: одну плотную (где молекулы тесно прижаты друг к другу) и другую менее плотную (где молекулы расположены свободнее). Это открытие подтверждает идеи, которые раньше были только теориями, и помогает лучше понять, почему вода такая уникальная.
«Симуляция заняла почти два года, так что это действительно захватывающее достижение», — отметил Пазани.
Открытие имеет большое значение для понимания природы воды. Кроме того, оно может стать основой для разработки синтетических жидкостей, способных менять плотность при обычных условиях. Такие жидкости могут найти применение в очистке загрязненной воды, в биологии, медицине и космических исследованиях.
