Учёные из Школы молекулярной инженерии Притцкера при Университете Чикаго и Международного центра теоретической физики Абдуса Салама (ICTP) в Италии провели квантово‑механические симуляции, чтобы изучить влияние УФ‑излучения на лёд. Результаты появились в Proceedings of the National Academy of Sciences. Джулия Галлини, профессор UChicago, отметила уникальную точность моделей, а Али Хассанали из ICTP подчеркнул важность совместной работы.
Команда воспроизвела типы льда с идеальной решёткой, с вакансиями (пустыми местами), с гидроксид‑ионами и с дефектом Бьеррума, при котором нарушаются правила водородных связей. Моделирование показало, что гидроксид‑ионы сдвигают порог УФ‑поглощения, а дефекты Бьеррума приводят к более крупным и экстремальным спектральным изменениям; они могут объяснять странные признаки после длительного УФ‑воздействия.
Молекулярно УФ‑свет способен разрывать воду с образованием гидроксония, гидроксильных радикалов и свободных электронов; электроны либо распространяются, либо захватываются в полостях. Исследователи теперь сотрудничают с эксперименталами и планируют моделировать поверхности и талую воду.
Сложные слова
- симуляция — компьютерная модель для изучения явленийсимуляции
- излучение — энергия, распространяющаяся в виде волн или частицУФ‑излучения
- вакансия — пустое место в кристаллической решёткевакансиями
- гидроксид-ион — отрицательно заряженная частица в растворегидроксид‑ионами
- дефект — нарушение порядка в структуре твёрдого теладефектом Бьеррума, дефекты
- водородная связь — слабое взаимодействие между молекулами водыводородных связей
- порог — минимальная энергия, нужная для начала процессапорог УФ‑поглощения
- гидроксоний — положительно заряженный ион воды в растворегидроксония
- радикал — реактивная частица, участвующая в химических реакцияхгидроксильных радикалов
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Почему, по‑вашему, учёным важно сотрудничать с эксперименталами после симуляций?
- Какие эксперименты могли бы подтвердить выводы этих компьютерных моделей?
- Считаете ли вы важным моделировать поверхности и талую воду? Почему?
Похожие статьи
Солёная вода Мёртвого моря проникает в землю и угрожает фермам
Учёные нанесли на карту пути, по которым солёная вода из Мёртвого моря просачивается в Иорданской рифтовой долине. Вода достигает примерно 100 метров глубины и проникает в мелкий водоносный горизонт на 1.75 км, угрожая фермам и источникам пресной воды.
Наноалмазы не годятся для стратосферной инъекции аэрозолей
Исследование показало, что наноалмазы, полученные детонационным синтезом, содержат углеродные примеси и оболочки из другого углерода. Эти примеси увеличивают поглощение света, поэтому такие частицы плохо подходят для внедрения в стратосферу (SAI).
