ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ ВОДЫ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

4

Физика Водных Растворов

Приглашенный доклад

ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ ВОДЫ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ

Артёмова Д.Г.,1 Першин С.М.,1 Степанов Е.В.,12 Кацнельсон Б.Г.3

1 Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, ул.Вавилова,38 2 Российский университет дружбы народов, Москва, ул. Орджоникидзе, 2 3 Университет г. Хайфа, Израиль e-mail: [email protected]

Кавитационная обработка воды сопровождается обогащением орто-Н2О спиновыми изомерами на 12-15% по данным 4-фотонной спектроскопии [1] и МРТ [2], а также увеличением высоты подъёма мениска в капилляре [3]. Важно лечебное свойство такой воды: быстро растворяет почечные камни оксалата кальция [4]. Известно, что вода фракционируется и выталкивает наносферы суспензии от поверхности на десятки микрон [5], а также продлевает фазу молодости и продолжительность жизни мышей [6]. Контактный (гидратной) слой воды с макромолекулами или наночастицами SiO2 проявляет структуру льда на спектрах КР и ВРМБ в водных суспензиях SiO2 [7]. Оставалось неясным как фракционирование воды в контакте с воздухом влияет на коэффициент адгезии и на высоту подъёма мениска в капилляре. Для изучения адгезии поверхностного слоя воды мы использовали тонкие стеклянные капилляры с внутренним диаметром 300 мкм. Капилляры длиной 100 мм поставляли партией из 1000 шт с после разлома капилляра. Скол неровных торцов капилляров под 900 снизил разброс высоты подъёма мениска до ~0.1 мм. После сортировки капилляров по группам с одинаковой высотой подъёма мениска из-за естественного разброса внутреннего диаметра мы проводили измерения одновременно на 2-4 капиллярах, установленных с интервалом 5-8 мм с погружением или касанием поверхности у стенок кюветы и отдалённо от них. Обнаружено устойчивое увеличение высоты мениска дистиллированной воды при касании поверхности (51-53 мм), тогда как высота мениска с глубины 5-10 мм составляла (44-46 мм). Касание поверхности около плёнки нафиона [5] увеличивает высоту мениска на 2-3 мм. Обсуждается механизм обнаруженного фракционирования воды на две составляющие, которые «теряют» устойчивое отличие при перемешивании и требуют время (~4 часов) для восстановления.

Данные исследования проводились в рамках проекта РНФ 23-42-10019

Литература:

1. S.M. Pershin, A.F. Bunkin, Temperature Evolution of the Relative Concentration of the H2O ortho/para Spin Isomers in Water Studied by Four-Photon Laser Spectroscopy , Laser Phys. 19(7), 1410-1414, (2009)

2. S.M. Pershin, A.F. Bunkin, N.V. Anisimov, and Yu.A. Pirogov, Water Enrichment by H2O ortho-Isomer: Four-Photon and NMR Spectroscopy, Laser Phys, 19(3), pp. 410-413 (2009)

3. S. Kernbach, S.Pershin, Dynamics of capillary effects in spin conversion of water isomers, arXivev:2302.03753v1 (28 Dec 2022)

4. N.V. Gvozdev, E.V. Petrova, T.G. Chernevich, O.A. Shustin, L.N. Rashkovich, Atomic-force microscopy of growth and dissolution of calcium oxalate monohydrate (COM) Crystals, Journal of Crystal Growth, 261, 539-548 (2004).

5. J. Zheng and Gerald H. Pollack, Phys. Rev. E 68, 031408, (2003)

6. С.Е. Постнов и др. Труды 6-й конференции «Физика водных растворов», с.101, Москва, 13-15 ноября 2023; https://awoda.info/

7. С. Першин, А.Бункин, М.Давыдов, А.Фёдоров, М. Гришин, Cтруктура льда гидратных слоёв макромолекул и наночастиц, данная конференция.