科学者、液体水に2つの構造が存在することを分子レベルで証明
科学者らが液体水の中に異なる2つの分子構造が存在することを分子レベルで初めて実証した。この発見は水の異常な性質の理解を大きく前進させ、化学や生物学の基礎研究に影響を与える可能性がある。
背景メモ
- 水は単なるH₂Oの集合体ではなく、分子レベルで2種類の異なる構造が混在しているという「2状態モデル」が約30年前に提唱されていたが、直接的な証拠は乏しかった。
- 今回の研究は、X線レーザー(XFEL)と赤外分光法を組み合わせ、液体水中に「高密度液体(HDL)」と「低密度液体(LDL)」という2つの局所構造が存在することを分子レベルで初めて観測したと報告。
- この発見は、水の異常な性質(4℃で密度が最大になる、過冷却水が凍りにくいなど)の説明につながる可能性があり、物性化学や生物物理(タンパク質の水和など)に影響を与える。
- 研究チームはスイス・ポーランド・ドイツなどの国際共同グループ。使用されたのはスイスにある世界最強クラスのX線自由電子レーザー施設「SwissFEL」。