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
Учёные отследили активность мозга по отдельным клеткам в течение суток
Учёные разработали экспериментальные и вычислительные методы для отслеживания активности нейронов в мозге мышей в течение суточного цикла. Работа, опубликованная в PLOS Biology, показала сдвиг активности от глубины к коре мозга.
Добыча песка угрожает реке Рио-Гранде в Оахаке
В куикатекском регионе штата Оахака река Рио-Гранде страдает от масштабной добычи песка и гравия. Местные жители, эксперты и организаторы сообщают о разрушении русла, загрязнении, угрозе для дикой природы и давлении со стороны влиятельной семьи Concha Ojeda.
