Đối với loài người chúng ta, nước là một loại vật chất vừa quen thuộc lại vừa lạ lẫm. Quen thuộc bởi nước bao phủ 71% bề mặt Trái Đất, có trong hầu hết cơ thể sinh vật sống, chiếm tới 70% khối lượng cơ thể con người...
Nhưng nước cũng rất kỳ lạ bởi những tính chất đặc biệt của nó mà cho tới nay, các nhà khoa học vẫn chưa thể lý giải hết được.
Điều đầu tiên phải kể đến là khối lượng riêng của nước. Khi nhiệt độ giảm, hầu hết các chất lỏng sẽ co lại. Nhưng nước thì chỉ tuân theo quy luật này chừng nào nhiệt độ còn trên 4 độ C. Còn nếu thấp hơn, nhiệt độ càng giảm nước sẽ càng nở ra. Điều đó cũng có nghĩa, nước có khối lượng riêng lớn nhất ở 4 độ C.
Điểm đặc biệt tiếp theo là đá. Khi cho đá lạnh vào trong nước, chúng ta thấy đá luôn luôn nổi trên bề mặt. Hiện tượng này quá phổ biến trong cuộc sống đến nỗi bạn thường bỏ qua.
Nhưng cần lưu ý rằng, một chất ở thể rắn thường đặc hơn chính nó ở thể lỏng. Như vậy, đáng lý ra đá lạnh phải chìm trong nước mới phải chứ?
Đá nổi trên mặt nước
Không chỉ vậy, nước có điểm sôi và sức căng bề mặt lớn hơn rất nhiều chất lỏng khác. Nước cũng hòa tan rất tốt. Bởi vậy, nước có ý nghĩa sinh học rất lớn và được mệnh danh là "dung môi của vũ trụ".
Khi tìm cách giải thích những đặc tính khác biệt của nước, các nhà nghiên cứu đến từ ĐH Bristol (Anh) và ĐH Tokyo (Nhật Bản) đã sử dụng một siêu máy tính để dựng lại mô hình phân tử nước. Họ phát hiện khi ở nhiệt độ phòng, phân tử nước có cấu trúc tứ diện.
Chính cách sắp xếp các nguyên tử theo hình kim tự tháp này cho phép nước có những khả năng mà hầu hết các chất lỏng khác không có.
Cấu trúc tứ diện của phân tử nước
Thí nghiệm sâu hơn, các chuyên gia đã mô phỏng lại phân tử nước với những cách sắp xếp khác nhau. Kết quả là khi không còn cấu trúc kim tự tháp, nước sẽ mất hết những tính chất đặc biệt và trở thành một chất lỏng bình thường.
Ông John Russo, người đứng đầu dự án nghiên cứu, nói: "Qua thí nghiệm này, chúng tôi biết rằng cấu trúc phân tử dạng tứ diện chính là nguyên nhân khiến nước có những đặc tính khác với những chất lỏng khác trong tự nhiên."
"Chúng tôi hi vọng thành quả của công trình này sẽ góp phần lý giải những bí ẩn về nước." – ông nói thêm.
Nghiên cứu được công bố bởi Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (Hoa Kỳ).
Nguồn: Mother Nature Network