Молекулы воды определяют материю вокруг нас
На протяжении десятилетий представители физики и химии утверждали, что атомы и молекулы, составляющие мир природы, определяют характер твердой материи. Кристаллы соли приобретают свои кристаллические свойства благодаря ионной связи между ионами натрия и хлорида, металлы, такие как железо или медь, получают свою прочность благодаря металлическим связям между атомами железа или меди, а эластичность каучуков обеспечивается гибкими связями внутри полимеров, из которых состоит каучук. Тот же принцип применим к таким материалам, как грибки, бактерии и древесина. Новая статья, опубликованная в журнале Nature, переворачивает эту парадигму и утверждает, что характер многих биологических материалов на самом деле создается водой, которая пропитывает эти материалы. Вода порождает твердое тело и продолжает определять свойства этого твердого тела, сохраняя при этом его жидкие характеристики. В своей статье авторы объединяют эти и другие материалы в новый класс веществ, которые они называют «твердые вещества гидратации», которые, по их словам, «приобретают свою структурную жесткость, определяющую характеристику твердого состояния, благодаря жидкости, пронизывающей их поры». Новое понимание биологической материи может помочь ответить на вопросы, которые годами преследовали ученых.
«Я думаю, что это действительно особенный момент в науке», — сказал Озгур Сахин, профессор биологических наук и физики и один из авторов статьи. «Это объединение чего-то невероятно разнообразного и сложного с простым объяснением. Это большой сюрприз, интеллектуальное наслаждение». Стивен Г. Харреллсон, который недавно защитил докторскую диссертацию на физическом факультете Колумбийского университета и является автором исследования, использовал метафору здания, чтобы описать открытие группы: «Если вы думаете о биологических материалах как о небоскребе, молекулярные строительные блоки — это стальные каркасы, которые их удерживают, а вода между молекулярными строительными блоками — это воздух внутри стальных каркасов. Мы обнаружили, что некоторые небоскребы поддерживаются не стальными каркасами, а воздухом внутри этих каркасов». «В эту идею трудно поверить, но она разрешает загадки и помогает предсказать существование интересных явлений в материалах», — добавил Шахин.
Когда вода находится в жидкой форме, ее молекулы прекрасно балансируют между порядком и беспорядком. Но когда молекулы, образующие биологические материалы, соединяются с водой, они склоняют чашу весов в сторону порядка: вода хочет вернуться в свое первоначальное состояние. В результате молекулы воды отталкивают молекулы биологического вещества. Эта выталкивающая сила, называемая силой гидратации, была обнаружена в 1970-х годах, но считалось, что ее воздействие на биологическую материю ограничено. Аргумент этой новой статьи о том, что сила гидратации почти полностью определяет характер биологической материи, включая ее мягкость или твердость, кажется неожиданным. Нам давно известно, что биологические материалы поглощают влагу из окружающей среды. Подумайте, например, о деревянной двери, которая расширяется во время влажного периода. Это исследование, однако, показывает, что окружающая вода играет гораздо более важную роль в характере дерева, грибов, растений и других природных материалов, чем мы когда-либо знали.
Команда обнаружила, что размещение воды на переднем плане и в центре позволило им описать характеристики, которые демонстрируют знакомые органические материалы, с помощью очень простой математики. Предыдущие модели взаимодействия воды с органическим веществом требовали продвинутого компьютерного моделирования для предсказания свойств материала. Простота формул, которые команда обнаружила, может предсказать эти свойства, предполагает, что они что-то делают. Возьмем один пример: команда обнаружила, что простое уравнение E=Al/лямбда точно описывает, как эластичность материала изменяется в зависимости от таких факторов, как влажность, температура и размер молекулы. (E в этом уравнении относится к эластичности материала; A — коэффициент, зависящий от температуры и влажности окружающей среды; l — примерный размер биологических молекул, лямбда — расстояние, на котором силы гидратации теряют свою силу). «Чем больше мы работали над этим проектом, тем проще становились ответы», — сказал Харреллсон, добавив, что такой опыт «очень редко встречается в науке».
Новые результаты появились в результате продолжающегося исследования профессора Сахина странного поведения спор, спящих бактериальных клеток. В течение многих лет Шахин и его ученики изучали споры, чтобы понять, почему они сильно расширяются, когда к ним добавляется вода, и сжимаются, когда воду удаляют. Несколько лет назад Шахин и его коллеги привлекли внимание средств массовой информации к использованию этой возможности для создания небольших приспособлений, похожих на двигатели, приводимых в действие спорами. Примерно в 2012 году Шахин решил сделать шаг назад, чтобы спросить, почему споры ведут себя именно так. К нему присоединились исследователи Майкл С. Делэй и Си Чен, авторы новой статьи, которые тогда были сотрудниками его лаборатории. Их эксперименты не дали ответа на вопрос о загадочном поведении спор. «В итоге у нас оказалось больше загадок, чем когда мы начинали», — вспоминает Шахин. Они застряли, но тайны, с которыми они столкнулись, намекали на то, что есть что-то стоящее. После многих лет размышлений о возможных объяснениях Сахину пришло в голову, что тайны, с которыми постоянно сталкивалась команда, можно было бы объяснить, если бы сила гидратации управляла движением воды в спорах.
«Когда мы изначально взялись за проект, он казался невероятно сложным. Мы пытались объяснить несколько различных эффектов, каждый со своей собственной неудовлетворительной формулой. Как только мы начали использовать силы гидратации, все старые формулы можно было убрать. сил не осталось, казалось, что наши ноги наконец коснулись земли. Это было потрясающе и огромное облегчение, все обрело смысл», — сказал он. Выводы статьи применимы к огромному количеству окружающего нас мира: гигроскопичные биологические материалы, то есть биологические материалы, которые пропускают воду и выходят из них, потенциально составляют от 50% до 90% живого мира вокруг нас, включая все древесины в мире, но также и другие знакомые материалы, такие как бамбук, хлопок, сосновые шишки, шерсть, волосы, ногти, пыльцевые зерна растений, внешняя кожа животных, а также бактериальные и грибковые споры, которые помогают этим организмам выживать и размножаться.
Термин, придуманный в документе, «твердые вещества гидратации» применяется к любому природному материалу, который реагирует на влажность окружающей среды вокруг него. С помощью уравнений, которые определила команда, они и другие исследователи теперь могут предсказывать механические свойства материалов на основе основных принципов физики. До сих пор это было верно в основном для газов благодаря общеизвестному общему уравнению газа, известному ученым с XIX века. «Когда мы гуляем по лесу, мы думаем о деревьях и растениях вокруг нас как о типичных твердых телах. Это исследование показывает, что мы действительно должны думать об этих деревьях и растениях как о башнях из воды, удерживающих сахара и белки на месте», — сказал Сахин. , "Это действительно мир воды."
Источник
Последние аномальные новости

Жители острова Пасхи посещали Южную Америку

Загадка образования первых галактик

Загадочный проект 'Синий луч' в действии

Замаскированный НЛО замечен над Португалией

Изучение экзотических звездных явлений

Космический телескоп распутал историю нашей галактики

Марсианский вертолет мог бы стать бортовым геологом

НЛО замечен над Южной Африкой

НЛО летают над атомными электростанциями Индии

Новый троянский астероид нашли на орбите Марса

Обнаружены четыре новых экзотических белых карлика

Понимание коррозии позволяет создавать новые металлы

Сверхмассивная черная дыра не оправдывает ожиданий

Секреты пояса Ван Аллена раскрыты

Стареющие коричневые карлики становятся одинокими

Таинственный свет в небе над Сан-Антонио

Темная материи поможет понять эволюцию галактик

Уфологи могут научить нас политической паранойе

Элитные коммандос захватили НЛО

Японский летчик-истребитель рассказал о НЛО

Бигфут и сасквоч - инопланетные гибриды

Выявили лучшие места в США для обнаружения НЛО

Инопланетяне дали нам план Стоунхенджа

Инопланетяне используют невероятные технологии

Культурная площадь в Розуэлле примет уфо-фестиваль

НЛО вблизи ядерных установок ставят экспертов в тупик

НЛО замечен над поверхностью Луны

Оборона землян будет быстро подавлена инопланетянами

Общественный колледж Портленда предлагает курс по НЛО

Одна из дюжины звезд поедает свои планеты

Официальные лица США ничего не знают о НЛО

Планетологи пытаются оценить толщину льда на Европе

Поиски обломков рейса MH370 дали новую надежду

Пришло время изучить лунные лавовые трубки

Самые паранормальные места в Нью–Йорке

Строительные блоки жизни стабильны в условиях Венеры

Уинстон Черчилль скрывал информацию об НЛО

Уфологи устремились на юг Франции

Фестиваль НЛО пройдет в апреле в Эдинбурге

Шведский архив регистрирует паранормальные явления

Автокресло

Влияние накрутки реакций в Telegram на контентную стратегию. Анализ и рекомендации

Астрофизики дадут подсказку в поисках темной материи

Более 1500 наблюдений НЛО над Великобританией за 4 года

Британский взгляд на внешность инопланетян

В Великобритании замечено почти 2000 наблюдений НЛО

ИИ ChatGPT является очень эффективным инструментом

Как были сделаны татуировки ледяного человека Эци

Как, по мнению британцев, выглядят инопланетяне

Китай может начать атаку на США с Луны

Китай строит ядерный космический двигатель

Люди изменили свои суждения под воздействием ИИ

Наблюдения НЛО в районе Тиссайда

Наблюдения НЛО над Ноттингемширом за последние три года

Намеки на третью планету системе PDS 70

Начались продажи электрических летающих такси

Нашли одну из древнейших звезд

Один астероид создал более 2 млрд вторичных кратеров

Пентагон усердно скрывает информацию об НЛО

Плавающие кристаллы замедляют старение звезд

Планетарная геофизика поможет в поиске инопланетян

Последние наблюдения НЛО в Лестершире

Почему миллиардеры по всему миру строят бункеры

Рентген показал каменного младенца внутри женщины

Робот, который выполнил сальто назад без гидравлики

Сбитый с толку астроном заметил НЛО над Луной

Следующий имплант Neuralink подарит зрение слепым

Собираются создать лунную железную дорогу

Создали импульсный двигатель на водяном топливе

У людей с гаванским синдромом не выявили повреждений мозга

Флотилия НЛО замечена над горой Шаста

Эра ИИ наступит быстрее, чем мы думали

Анализ может привести к изменению парадигмы о НЛО

Более 1500 наблюдений НЛО над Англией за 4 года

В Башкирии заметили падение с неба светящегося шара

Вампиршу XVI века похоронили с кирпичом в зубах

Детей из Зимбабве мучает полтергейст

Екатеринбуржцы увидели НЛО в облаках над городом

Жительница Эдинбурга заметила дискообразный НЛО

Загадка Безумного камня

Йог 22 года медитирует на жутком холоде

Как мы будем с ними разговаривать с инопланетянами

Легендарная подземная школа чернокнижников

Мы увидим полностью созданные ИИ игры через 5-10 лет

Наблюдения НЛО в Англии с 2020 года

Наблюдения НЛО над Мерсисайдом

Наркомана убила статуя Будды

НАСА обнаружит жизнь на Европе к 2030 году

Нечто с длинной шеей попал на камеру наблюдения

НЛО пролетает над поверхностью Луны

НЛО сбили в бразильском городе Пау Гранде

Новые изображения дьявольской кометы

Новые необычные наблюдения НЛО в районе Ковентри

ООН приняла эпохальную резолюцию по ИИ

Полемика вокруг загадочных сферул не утихает

Процедуры отчетности о НЛО и утилизации материалов

Рост числа государственных служащих-роботов

Самые реалистичные сценарии Апокалипсиса

Ужасающее заболевание - синдром лица демона

Что предсказал Нострадамус России

Штаты США, где вы будете похищены инопланетянами

Эволюция мозговых чипов

Бетти Андреассон провела у пришельцев несколько часов

Где в США лучшее место, чтобы увидеть НЛО

Загадочный космонавт Солуэй Ферт

Интерактивная карта НЛО в Великобритании

Истинно верующие атаковали бывшего главу AARO

Историческая уфологическая хроника

Лучшее место для встречи с инопланетянами

Не ждите правды от правительства США о НЛО

Несколько НЛО были замечены над Орегоном

Нефтянник заметил НЛО в форме тарелки

НЛО заметили в штате Миннесота

НЛО над фермой в Орегоне

НЛО украл шесть дней из жизни Трэвиса Уолтона

Офицер полиции Лонни Замора заметил НЛО

Парень заметиил НЛО прежде чем они растворились

Первая трансплантация ГМ-почки свиньи пациенту

Похищение Бетти и Барни Хилл одно из самых странных

Сексуальные эксперименты инопланетян над землянами

Тайна наблюдений НЛО вблизи ядерных объектов

Уфологи терроризируют бывшего директора AARO

Азиатская Зона 51 проводит фестиваль

Астероид изменил форму после удара зонда землян

Вы когда-нибудь сталкивались с инопланетянами в Айдахо

Изменяющий форму НЛО замечен над Бирмингемом

ИИ комментирует теории заговора о Кеннеди

ИИ может заменить умерших близких людей

ИИ становится волком с Уолл-стрит

Масштабная уфо-конференция все ближе

Модель Эбби Клэнси боится инопланетян

Нашли лучшее место для наблюдений НЛО в США

НЛО в форме тарелки парил над нефтяной вышкой

Одержимая женщина помочилась черным

Пациент Neuralink с параличом конечностей играет в шахматы

Похищение в Паскагуле покажут на Netflix

Почему так много людей все еще верят в НЛО

Сверхпроводимости при комнатной температуре не существует

Уфологи собрались у офиса Чака Шумера в Нью-Йорке

Уфологи устремились в тихий город Лимож

Уфологическая неделя на британском ТВ

Я вырос, мучимый злыми демонами, теперь я экзорцист

Быстрые займы онлайн

Аватар никогда не будет лгать или будет

Адмирал ВМС видел секретные файлы об НЛО

Водород обеспечивал энергию при зарождении жизни

Высокоскоростная камера зафиксировала полет НЛО

Добровольцы обнаружили 15 редких активных астероидов

Инопланетяне более чем реальны

Как Земля остается пригодной для жизни

Может ли земная жизнь выжить у красного карлика

Наблюдения НЛО в Арканзасе

Нам следует изучать на неопознанные подводные объекты

Нейтринный фон мог бы многое рассказать нам о Вселенной

Нехватка воды приводит к образованию кругов фей

НЛО замечен над Лас-Вегасом и горой Спирит

Оператор нефтяной вышки заметил НЛО

Опубликована карта активных черных дыр

Песчаные дюны Титана состоят из разбитых маленьких лун

Сколько времени потребуется, чтобы обойти Марс

Таинственные звери Японии. Жуткие ползающие твари

Тайна сознания. Чего может достичь наука

Уфо-конференция стоимостью 160 фунтов за билет

Британский спецназ обнаружил сбитый НЛО

Воспроизвели самую раннюю форму жизни в лаборатории

Где замечали рейс MH370 на картах Google

ИИ представляет угрозу для человечества

Кукла на ветрине пугает покупателей

НЛО - это одно, но НПО представляют реальную угрозу

НЛО представляют явную и настоящую опасность

Новые кадры НЛО являются ключом к разгадке тайны

НПО представляют угрозу

Пентагон продолжает поиски внеземной жизни

Пилоты путают НЛО со спутниками Starlink

Портативные наборы для обнаружения НЛО

Робот пародирует Илона Маска и Дональда Трампа

Секретные материалы газеты Гримсби Телеграф

Сколько НЛО было замечено в Мичигане

Тайна, стоящая за взрывом наблюдений НЛО

Тайны легендарного наблюдения 'Огни Феникса'

Уфологи вызовут НЛО для документального фильма

Что случилось с рейсом MH370

Я скептически отношусь к инопланетным НЛО

Натуральная продукция по уходу за лицом и телом. Основные плюсы

Военный ИИ Пентагон улучшал с помощью StarCraft II

Дементора сняли в небе над Калифорнией

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика