Во́дный кла́стер
— совокупность
молекул
воды
, соединённых между собой посредством
водородных связей
. Существование таких кластеров было предсказано теоретически и обнаружено экспериментально
. Простейшим примером водного кластера является
. Интерес к изучению водных кластеров вызван их способностью влиять на протекание
биологических
и других
природных
процессов
. Потенциальными областями
технологического
применения водных кластеров являются
en
,
наноустройства
.
По состоянию на 2016 год не было экспериментальных свидетельств существования процесса
организованного образования
кластеров в
. Формирование водных кластеров происходит в атмосфере, в
растворах
, вокруг
биомолекул
, в
en
, в
en
.
Защитники
классической интерпретации структуры жидкостей
полагают, что так как период существования кластера в
основном объёме
весьма мал
(
водородные связи
молекулы воды в подобных условиях образовываются и разрываются с частотой около 10
12
Гц
, при этом в среднем такая молекула за секунду проходит путь в 150 000 своих диаметров, равный 44
мкм
), то, как следствие, кластер с «мерцающей» структурой и малым временем жизни, по их мнению, не может заметно влиять на свойства воды
. Согласно статье химиков
en
и
en
в журнале
Science
за 2012 г., изучение водных кластеров необходимо для создания «универсальной»
en
, исходя из которой с помощью
вычислений
можно будет точно предсказывать
свойства воды
во всех её формах, и которая укажет простой путь к разрешению некоторых из многих разногласий относительно природы воды
. Возможным развитием такой модели является её обобщение на случай сложных
растворов
, включающий
en
биомолекул
.
Отсылка к явлению водных кластеров нередко используется в
околонаучных спекуляциях
, в которых утверждается, в частности, о существовании у воды «
памяти
» (например, апологетами
гомеопатии
), а также о возможности создания и пользе «
en
» воды
.
Paesani, F.
Getting the right answers for the right reasons: toward predictive molecular simulations of water with many-body potential energy functions :
[
англ.
]
//
en
. — 2016. — Vol. 49, no. 9. — P. 1844-1851. —
doi
:
.
(неопр.)
. elementy.ru. Дата обращения: 27 февраля 2017.
28 февраля 2017 года.
Литература
Димер воды и атмосферный континуум / М. Ю. Третьяков, М. А. Кошелев, Е. А. Серов [и др.] //
Успехи физических наук
. — 2014. — Т. 184, № 11. — С. 1199-1215. —
doi
:
.
Authelin, J.-R.
Water clusters in amorphous pharmaceuticals :
[
англ.
]
/ J.-R. Authelin, A. P. MacKenzie, D. H. Rasmussen [et al.] //
en
. — 2014. — Vol. 103, no. 9. — P. 2663-2672. —
doi
:
.
Guo, G.-J.
Why can water cages adsorb aqueous methane? A potential of mean force calculation on hydrate nucleation mechanisms :
[
англ.
]
/ G.-J. Guo, M. Li, Y.-G. Zhang [et al.] //
en
. — 2009. — Vol. 11, no. 44. — P. 10427-10437. —
doi
:
.
Luna-García, R.
Structural relationship between a host included chain of spirocyclic water hexamers and bulk water — the role of water clusters in self assembly and crystallization processes :
[
англ.
]
/ R. Luna-García, B. M. Damián-Murillo, V. Barba [et al.] //
en
. — 2005. — No. 44. — P. 5527-5529. —
doi
:
. —
PMID
.
Marx, D.
Proton Transfer 200 Years after von Grotthuss: Insights from Ab Initio Simulations :
[
англ.
]
//
en
. — 2006. — Vol. 7, no. 9. — P. 1848-1870. —
doi
:
.
Pradzynski, C. C.
Infrared detection of (H
2
O)
20
isomers of exceptional stability: a drop-like and a face-sharing pentagonal prism cluster :
[
англ.
]
/ C. C. Pradzynski, C. W. Dierking, F. Zurheide [et al.] //
en
. — 2014. — Vol. 16, no. 48. — P. 26691-26696. —
doi
:
.
en
.
Pinning down the water hexamer :
[
англ.
]
/ R. J. Saykally,
en
//
Science
. — 2012. — Vol. 336, no. 6083. — P. 814-815. —
doi
:
.
Singh, N. J.
Understanding clusters toward the design of functional molecules and nanomaterials :
[
англ.
]
/ N. J. Singh, E. C. Lee, Y. C. Choi [et al.] //
en
. — 2007. — Vol. 80, no. 8. — P. 1437-1450. —
doi
:
.
Varughese, S.
Using water as a design element in crystal engineering. Host-guest compounds of hydrated 3,5-dihydroxybenzoic acid :
[
англ.
]
/ S. Varughese,
en
//
en
. — 2010. — Vol. 10, no. 9. — P. 4184-4196. —
doi
:
.
Yuan, G.
Water clusters induced assembly of chiral organic microstructures showing reversible phase transformations and luminescence switching :
[
англ.
]
/ G. Yuan, C. Zhu, Y. Liu [et al.] //
en
. — 2010. — Vol. 46, no. 13. — P. 2307-2309. —
doi
:
.