2 октября 2007 http://www.membrana.ru/lenta/index.html?7714

Возникает ощущение, что парящая в воздухе вода забыла о существовании гравитации (фото Elmar Fuchs et al.).


Эльмар Фукс (Elmar Fuchs) и его коллеги из технологического университета Граца (Graz University of Technology), что в Австрии, обнаружили, что под воздействием постоянного электрического поля чистая вода может образовывать длинный висящий мостик между двумя стаканами.


В поставленном опыте сильное электрическое было создано с помощью двух вставленных в мерные стаканы электродов (напряжение между ними составило 15 киловольт). Оно заставило воду (трижды деионизированную) выбраться из стаканов (до края было примерно 3 миллиметра) и, пересекая пустое пространство между ними (сначала оно составляло 1 миллиметр), встретиться и сформировать между стаканами мостик.


Учёным удалось раздвинуть стаканы на расстояние 25 миллиметров, при этом цилиндрический мостик (его диаметр менялся от 1 до 3 мм) оставался в целости и сохранности в течение 45 минут от начала эксперимента даже при напряжении 25 киловольт.


Затем (а также при отключении электрического тока) мостик под действием сил поверхностного натяжения распадался на капли.




Сразу после образования мостика (a) температура в нём составила 26°C, через 15 минут при длине мостика 10 миллиметров (b) она достигла 46°C. Дальнейшее удлинение до 15 миллиметров (c) привело к разогреву до 60°C (фотографии Elmar Fuchs et al.).

Тщательно исследовав данное явление различными методами, учёные выяснили, что:


1) внутри мостика происходит перенос вещества (обычно из сосуда, в котором находился анод, в сосуд с катодом), при этом какие-либо закономерности не выявлены;


2) плотность воды почти у самых краёв стаканов и в центре мостика различается на 7%;


3) чем дальше мерные стаканы друг от друга и чем больше времени прошло с начала эксперимента, тем сильнее разогревается мостик (от 20 до 60°С). Исследователи предположили, что это связано с загрязнением воды частицами пыли (тогда, если считать мостик проводником тока, его сопротивление увеличивается);


4) внутри мостика происходят высокочастотные колебания (и их появление обусловлено не поверхностным натяжением), формирующие различные внутренние структуры, изменяющиеся с течением времени и увеличением температуры мостика;


5) при добавлении каких-либо ионов (например, при введении в стаканы мыльный раствор) мостик не образуется, так как ионы взаимодействуют с молекулами воды и образуют вокруг себя сферы из этих молекул. Как следствие, если плеснуть мыло прямо в ходе опыта, внутренняя структура мостика разрушается, и он разбивается на капли;


6) мостик чувствителен к воздействию внешних электрических полей. Электростатический заряд на стеклянной палочке, поднесённой к переправе, вызывает изгиб мостика в сторону стеклянной палочки и образование своеобразной арки.


Почему вода так себя ведёт, Фукс пока объяснить не может. Однако считает, что объяснение можно получить, если понять высокоупорядоченную микроструктуру воды, которая образуется в мостике под воздействием электрического поля и электростатических зарядов.


Это будет ещё одним кусочком в большой головоломке внутренней структуры воды. Сейчас группа Фукса пытается разобраться, как зависят между собой микроструктура мостика и колебания плотности в нём.


Статья авторов, посвящённая столь необычному явлению, опубликована в Journal of Physics D, её PDF-вариант (730 килобайт) можно свободно скачать с сайта журнала до 21 октября.


Читайте также о другом необычном поведении воды, о том, как учёные заставили прыгать ньютоновскую жидкость, и о том, что вода в нанотрубках похожа на ДНК.
Источник: PhysOrg.com