Najbolj znana neobičajna lastnost vode je njena anomalija gostote. V nasprotju s preostalimi tekočinami, ki imajo pri atmosferskem tlaku največjo gostoto takrat, kadar so v obliki ledu, pa ima voda največjo gostoto pri štirih stopinjah Celzija. To je tudi vzrok, zakaj kocke ledu plavajo na vodi.

Za to neobičajno značilnost je že dolgo obstajala možna razlaga, ki pa je do danes še niso nedvomno eksperimentalno dokazali. Ta pravi, da je voda sestavljena iz dveh različno gostih tekočin. Kemiki iz Innsbrucka v Avstriji so zdaj postavili temelje za nedvomno potrditev te teorije, je poročala strokovna revija PNAS.

Thomas Lörting z Inštituta za fizikalno kemijo Univerze v Innsbrucku je pri nizki temperaturi že odkril številne znake, da obstajata dve obliki tekoče vode, in mu ju je tudi že uspelo izolirati. Zdaj pa je kemiku in njegovi ekipi uspelo tudi opredeliti pogoje, pod katerimi je mogoče jasno dokazati obstoj modela dveh tekočin.

Zelo gosta tekoča voda (HDL)

S tem namenom so vodo v tlačnem cilindru močno ohladili in jo izpostavili zelo visokemu pritisku. Pri tem so, odvisno od metode proizvodnje, nastale različne oblike tako imenovanega amorfnega ledu, za katerega je značilno, da nima kristalne osnovne strukture. Toda ne glede na to, kateri amorfni led je bil prvotno narejen, je pri njegovem počasnem segrevanju pri tlaku 3000 barov vedno nastalo eno in isto stanje: zelo gosta tekoča voda (HDL). Odvisno od tlaka je ta tekočina nastajala v temperaturnem območju med minus 150 in minus 120 stopinjami Celzija.

Za znanstvenika je "osrednji del sestavljanke", da HDL nastane, ne glede na to, na kakšen način je prišlo do teh tlačnih in temperaturnih razmer. "Ta ugotovitev zanika teorijo, da bi bil HDL le kratkotrajen nestabilen pojav, ki kmalu ponovno izgine," je dejal Lörting.

Bolj verjetno se mu zdi, da je HDL v tlačnih pogojih med 1000 in 3000 bari termodinamično stabilen. To fazo je mogoče izolirati ter opazovati in karakterizirati v daljših časovnih obdobjih. "Če pri 1000 barih ne bi mogli izolirati tekoče vode z zelo visoko gostoto, potem bi bila teorija o dveh tekočinah zastarela," je po poročanju avstrijske tiskovne agencije APA dejal Lörting.

Model dveh tekočin je dosegljiv

Nova dognanja znanstvenikom dopuščajo, da lahko razmišljajo še korak naprej ‒ zdaj naj bi bilo namreč mogoče, da se le z minimalno spremembo tlaka in/ali temperature preklopi iz tekočine z visoko gostoto v tekočino z nizko gostoto in nasprotno. "Dokončen dokaz, da obstaja model dveh tekočin, je zdaj dosegljiv," je dejal Lörting.

Če je to res, potem bi morala biti v dveh različnih stanjih tudi voda, ki priteče iz pipe. A ker se molekule pri sobni temperaturi premikajo z izredno veliko hitrostjo, obeh oblik ne bi bilo mogoče ločiti. V vsakem primeru pa lahko dve obliki vode pojasnita njene posebne lastnosti, kot je, denimo, največja gostota pri štirih stopinjah Celzija.