Vedci z University of Bristol vo Veľkej Británii a Tokijskej univerzity v Japonsku vysvetlili anomálne vlastnosti vody, ktorú vykazuje pri ochladení a zamrznutí. Za týmto účelom vedci pomocou počítačového modelovania vykonali zmeny v štruktúre molekuly H2O a získali ju nové funkcie. Tvrdí to Science Alert.
Kvapaliny zvyčajne klesajú, keď klesá ich teplota, ale maximálna hustota vody dosahuje pri štyroch stupňoch Celzia. Pod týmto bodom hustota opäť klesá, v dôsledku čoho pláva ľad na povrchu vodných útvarov. Okrem toho má voda vysoké povrchové napätie, pričom poskytuje kvapalnú formu ortuti, vysoký bod varu a je dobrým rozpúšťadlom.
Takéto fyzikálne vlastnosti sa vysvetľujú prítomnosťou vodíkových väzieb, ktoré sa tvoria medzi molekulami vody. Posledné sa navzájom spájajú a vytvárajú štvorsten (trojuholníková pyramída).
Vedci pomocou superpočítača vytvorili rôzne modely molekulárnej štruktúry vody. Za týmto účelom variovali parameter λ, ktorý sa volá Stillinger-Weberov potenciál, ktorý sa používa na popis fyzikálnych vlastností látok s tetraedrickým usporiadaním molekúl. Vedci sledovali, ako zmeny v potenciáli ovplyvnili hustotu hmoty a počet chemických väzieb medzi atómami (model s dvoma stavmi). To umožnilo vypočítať, pri akých hodnotách λ sa prejavujú anomálne vlastnosti vody.
Ukázalo sa, že s nárastom Stillingerovho-Weberovho potenciálu sú anomálne vlastnosti vody spojené s hustotou slabšie. Vo výsledku sa maximálna hustota posúva smerom k fázovému prechodu kvapalina-ľad a pevná forma vody stráca svoj vztlak. Keď λ klesá, vlastnosti predpovedané dvojstavovým modelom sú tiež oslabené.