Ученые Казанского федерального университета раскрыли тайны сверхчистой воды
Вопреки всем законам физики, ученые Казанского федерального университета (КФУ) сделали сенсационное открытие: одноименно заряженные частицы в сверхчистой воде притягиваются друг к другу. Причиной этому служат экзополимерные прозрачные частицы, которые, словно тайные агенты, прячутся в воде и формируют стабильные кластеры. Это открытие предоставляет новое объяснение парадоксальному притяжению частиц с одинаковым зарядом.
Наука против интуиции
Всем известно, что частицы с разными зарядами притягиваются, а с одинаковыми — отталкиваются. Однако в водных растворах, как выяснилось, одноименно заряженные частицы способны притягиваться, образуя стабильно существующие кластеры. Это явление особенно интересно, ведь явление было многократно описано за последние 90 лет, но объяснения ему давались весьма расплывчатые.
Невидимые союзники
Ученые КФУ выяснили, что даже в сверхчистой воде присутствуют экзополимерные прозрачные частицы — нерастворимые гелеподобные структуры из полисахаридов и биомакромолекул. Эти частицы формируются самопроизвольно даже в воде, очищенной от всех форм жизни. Именно они играют роль неведомых посредников, помогая одноименно заряженным частицам формировать устойчивые коллоидные комплексы.
Инновационные методы и результаты
Для достижения этих результатов использовалась уникальная комбинация методов и объектов исследования. В работе применялись образцы галлуазита и темнопольная видеомикроскопия в реальном времени. Также использовались атомно-силовая микроскопия и микробиологические методы для характеристики прозрачных экзополимерных частиц.
Как рассказал один из участников исследования, главный научный сотрудник Центра аналитической биофотоники и инженерии клеточной поверхности Института фундаментальной медицины и биологии КФУ Равиль Фахруллин, первоначально исследователи не планировали изучать механизмы притяжения одноименно заряженных частиц. Их интересовала агрегация нанотрубок галлуазита в косметических средствах. Однако, как это часто бывает в науке, случайное открытие привело к значительным результатам.
Новая роль органики
Формирование стабильных агрегатов подчеркивает ранее неизвестную роль нерастворимых органических веществ в процессах агрегации одноименно-заряженных частиц. Эти исследования имеют важное значение для понимания природных процессов в воде и могут помочь в разработке антимикробных препаратов и покрытий.
Исследование было выполнено в рамках программы «Приоритет-2030» и поддержано грантом РНФ.
