Sér­fræðing­ar í eðlis­fræði könnuðu ein­staka eig­in­leika vatns (myndband)

Vatn er grund­vallar­for­senda lífs eins og við þekkj­um það en þrátt fyr­ir það hafa ýms­ir ein­stak­ir eig­in­leik­ar þess verið mönn­um ráðgáta. Kjart­an Thor Wik­feldt, sér­fræðing­ur í eðlis­fræði við Há­skóla Íslands, hef­ur ásamt hópi vís­inda­manna unnið að rann­sókn­um á of­urkældu vatni til að dýpka skiln­ing manna á þess­um sann­kallaða lífsel­ixír. Grein þeirra birt­ist á forsíðu hins virta vís­inda­tíma­rits Nature nú í sum­ar.

„Vatn býr yfir mjög mörg­um óvenju­leg­um eðliseig­in­leik­um. Sá sem er kannski þekkt­ast­ur er að ís flýt­ur ofan á vatni. Fast­ur fasi nán­ast allra annarra efna sekk­ur til botns í vökv­afas­an­um. Væri ekki fyr­ir þenn­an eig­in­leika vatns þá væru öll höf jarðar­inn­ar fros­in frá botni og upp og líf væri varla mögu­legt,“ seg­ir Kjart­an.

Kjart­an Thor Wik­feldt, eðlis­fræðing­ur. Einn höf­unda grein­ar í Nature um rann­sókn­ir á of­urkældu vatni.

Þess­ir óvenju­legu eig­in­leik­ar vatns verða ennþá óvenju­legri við svo­nefnda of­urkæl­ingu, það er þegar vatnið er kald­ara en 0°C en engu að síður ennþá fljót­andi. Af þess­um sök­um telja marg­ir að or­sak­ir eig­in­leik­anna sé að finna við of­urkæld hita­stig. Of­urkæl­ing á sér meðal ann­ars stað í nátt­úr­unni, að sögn Kjart­ans, í skýj­um og rign­ingu.

„Þegar of­urkæld­ir regndrop­ar lenda á jörðinni breyt­ast þeir sam­stund­is í flug­hálan ís sem er stór­hættu­leg­ur fyr­ir bæði gang­andi veg­far­end­ur og bílaum­ferð,“ seg­ir hann.

Við rann­sókn­ir vís­inda­mann­anna voru ör­smá­ir vatns­drop­ar, aðeins millj­ón­asti hluti af metra að þver­máli, snögg­kæld­ir niður í allt að -46°C í loft­tæmi. Á þá var svo skotið rönt­gen­geisl­um en tvístrun geisl­anna gef­ur upp­lýs­ing­ar um sam­eindaröðun drop­anna. Hlut­verk Kjart­ans var að túlka niður­stöðurn­ar sem þannig feng­ust, meðal ann­ars með því að bera þær sam­an við tölvu­líkön.

„Þetta eru al­ger­ar grunn­rann­sókn­ir sem stýr­ast af grund­vallar­for­vitni um hvernig efna­sam­bandið vatn hag­ar sér. Vatn er mik­il­væg­asti vökvi í heimi fyr­ir okk­ur á jörðinni og eina leiðin fyr­ir líf er að vatn sé til staðar. Þess­ir óvenju­legu eig­in­leik­ar vatns eru ennþá ekki nægi­lega vel skild­ir en þeir hafa áhrif á hluti eins og líf á jörðinni, veður­fræði, lofts­lags­fræði og efna­fræði. Með því að skilja bet­ur grund­vall­ar­eig­in­leika vatns mun það seinna meir meðal ann­ars leiða til miklu betri skiln­ings á mik­il­væg­um efna­hvörf­um og líf­fræði sem get­ur haft bein­ar hag­nýt­ar af­leiðing­ar,“ seg­ir Kjart­an um rann­sókn­irn­ar.

Til­raun heima

Áhuga­sam­ir geta gert til­raun til að of­urkæla vatn í fryst­in­um heima hjá sér. Til þess þarf eimað eða hreinsað vatn og er það látið standa í flösku í frysti í um tvo og hálf­an tíma, allt eft­ir hita­stigi fryst­is­ins.

Gæta þarf varúðar þegar flask­an er tek­in út. Of­urkælt vatnið er enn fljót­andi en komi högg á flösk­una krist­all­ast vatnið á ör­skammri stundu.

Heimild: Mbl