31.10.2026. 07:23
Kineski znanstvenici identificirali najmanji poznati vodeni kavez sastavljen od 17 molekula
advance.hr · Perpetuum
Istraživači Kineske akademije znanosti i Sveučilišta Tsinghua utvrdili su da skupina od samo 17 molekula vode može oblikovati stabilnu strukturu u kojoj je jedna molekula zatvorena unutar kaveza ostalih . Koristeći infracrvenu spektroskopiju na koherentnom izvoru svjetlosti u Dalianu i precizne kvantnokemijske izračune, odredili su tri energetski najpovoljnije strukture, među kojima prevladava ona s unutarnjim kavezom. Njegova geometrija uključuje četiri četverokutne, četiri peterokutne i dvije šesterokutne plohe. Otkriće, predstavljeno u istraživanju objavljenom u časopisu Journal of the American Chemical Society, pruža novi uvid u način na koji vodikove veze određuju mikroskopsku strukturu vode.
U ovom sićušnom vodenom kavezu krije se zanimljiva matematička priča. Šesnaest molekula vode gradi vanjsku konstrukciju, dok sedamnaesta zauzima njezinu unutrašnjost. Promatramo li položaje atoma kisika kao vrhove geometrijskog tijela, dobivamo poliedar s deset ploha. Četiri su četverokutne, četiri peterokutne, a dvije šesterokutne. To nije nijedno od poznatih pravilnih geometrijskih tijela kakva se obično pojavljuju u školskim udžbenicima.
Zanimljivo je da se njegova struktura može provjeriti jednostavnom matematikom. Zbrojimo li stranice svih ploha, dobivamo 48. Budući da svaki brid pripada dvjema plohama, kavez ima 24 brida . Sa svojih 16 vrhova i deset ploha savršeno zadovoljava poznatu Eulerovu formulu za konveksne poliedre - broj vrhova umanjen za broj bridova i uvećan za broj ploha jednak je dva. Matematičko pravilo ostaje netaknuto, ali je priroda pronašla oblik koji ne pripada klasičnim obiteljima poliedara.
Zašto voda bira baš takvu konstrukciju? Njezine molekule povezuju vodikove veze, dovoljno snažne da oblikuju prepoznatljive skupine, ali i dovoljno prilagodljive da dopuštaju različite prostorne rasporede. Istraživači su identificirali još dva energetski povoljna oblika iste skupine molekula, uključujući spojene peterokutne prizme i spojene kocke. Kavez je među njima prevladavajući. Sedamnaest običnih molekula tako pokazuje koliko neobična geometrija može nastati iz tvari koju svakodnevno ulijevamo u čašu.
Izvor priloga
Pogledaj sve iz kanala — Tehnologija i znanost
O sustavu advance Perpetuum. Perpetuum kontinuirano pretražuje izvore, RSS kanale i druga mjesta objave informacija kako bi vam što brže donio važne vijesti. Uz sadržaj navodimo izvor ili referencu te ga nastojimo filtrirati i razvrstati prema procijenjenim perspektivama. Riječ je prvenstveno o prijenosu i sažimanju tuđih objava: navedene tvrdnje nisu uvijek neovisno potvrđene, pa njihovu točnost treba uzeti s određenom rezervom.
Rasprava