Кластерная вода: мифы и реальность

Кластерная вода мифы и реальность
16.06.13

«Альтернативный рынок здоровья» заполнен продуктами, которые направлены на изменение структуры воды путем стабилизации групп молекул Н2О в постоянные скопления по 4-8 молекулы, или, наоборот, разрушение более крупных кластеров. В любом случае такая продукция рекламируется для содействия поступлению воды в клетки организма. Но нет никаких достоверных научных доказательств для любого из этих требований. Как, например, изготовление «кластерной воды» в домашних условиях с помощью систем обратного осмоса, или с использованием морозильной камеры.

Под «кластерной водой» сегодня понимают структурированную воду, которая образуется с помощью построения молекул воды в определенной последовательности. Но «кластерная вода» — вовсе не новейший тип воды, обнаруженный японскими учеными 15 лет назад, а давно известный способ обмана людей, описанный даже в художественной литературе. Например, известная украинская писательница Ирина Вильде упоминает в своем романе «Сестры Ричинские» о распространении «кластерной воды». Поэтому попробуем выяснить правду о «кластерной воде».
Еще из школьного курса химии всем известно, что молекулы воды притягиваются друг к другу с помощью специального типа диполь взаимодействий, более известных как водородные связи. Водородные связи формируют кластер, в котором четыре молекулы Н2О расположены в углах тетраэдра особенно благоприятными для низкопотенциальной энергии. Молекулы подвергаются быстрому тепловому движению по часовой шкале пикосекунд (10-12 секунд), поэтому срок действия любой кластерной конфигурации будет скоротечный.
Различные методики, включая инфракрасное поглощение, рассеяние нейтронов и ядерный магнитный резонанс, были использованы для изучения микроскопических структур воды. На информации, полученной в результате экспериментов и теоретических расчетов, основано около 20 «моделей», которыми исследователи попытались объяснить структуру и поведение воды. Иными словами, кластеры являются переходными элементами, в то время как «структура» означает молекулярный механизм, который является более прочным. Так целесообразно ли использовать термин «кластеры» в описании структуры воды?
Впервые в 1950-х годах ХХ в. была предложена теория, что вода представляет собой набор «кластеров мерцания» различных размеров, но она была еще не в состоянии объяснить многих из наблюдаемых свойств жидкости. Современная наука поддерживает молекулярное моделирование, начатое в 1980-х годах, при котором на очень коротком промежутке времени (менее полсекунды) вода больше похожа на «гель», состоящий из одного огромного кластера. На шкале времени 9-12 секунд вращения, и другие тепловые движения заставляют отдельные водородные связи ломаться и перестроиться в новых конфигурациях, вызывая постоянно меняющиеся локальные разрывы, чьи масштабы и влияние зависят от температуры и давления.
Вполне вероятно, что при очень малых объемах локализованные водные кластеры могут иметь мимолетное существование. Но было сделано много теоретических расчетов, которые показали, что некоторые комбинации являются более стабильными, чем другие. Так или иначе, основной вывод исследований и расчетов состоит в том, что 80% молекул воды связаны в цепочку. Таким образом, поддерживается гипотеза динамично меняющейся, неупорядоченной структуры воды.