Misja

Serwis GoodContents.net to nie jest zwykły katalog stron. To miejsce, gdzie możesz nie tylko wypromować swoją stronę, ale także zainteresować internautów jej tematyką.

Jeśli chcesz przybliżyć innym zagadnienia poruszane na Twojej stronie, dodaj artykuł.

Możesz także śledzić na bieżąco nowości w serwisie, korzystając z kanałów RSS.

Good Contents

Nie-zwykły katalog

Struktura wody i zdrowie.

Autor: Mazur. Data publikacji Czw, 2009-06-25 07:10

Rozpocznijmy od pewnej konstatacji:
„«To nieprawdopodobne, ale nie rozumiemy zupełnie budowy wody» – powiedział specjalista w dziedzinie fizyki chemicznej Uniwersytetu w Stanford Anders Nilsson.
Dr Nilsson i jego koledzy badali wody za pomocą promieniowania rentgenowskiego i stwierdzili, że struktura wody w rzeczywistości jest zupełnie inna od tego, co jest napisane w podręcznikach i że naukowcy od ponad 100 lat przyjmują to na wiarę.”
Co jest, więc z ta budową? Dlaczego są niezrozumiałe zasady budowy wodnych struktur? Przyjrzyjmy się temu w kolejnych kilku rozdziałach.

Jak mówiliśmy, cząsteczka wody składa się z jednego atomu tlenu i dwóch atomów wodoru. W dodatku odznacza się asymetrią. Asymetria ta w przypadku wody wynika ze wzajemnego ułożenia atomu tlenu i dwóch atomów wodoru w cząsteczce wody.
Otóż kąt zawarty miedzy kierunkami wiązań dwóch atomów wodoru i atomu tlenu wynosi 104027’, choć z własności elektronowych powłok tlenu wodoru wynika, że kąt ten powinien być zbliżony do 900 Atom tlenu jest jednak stosunkowo niewielki i dwóm przyłączonym do niego atomom wodoru jest nieco za „ciasno”, więc „rozpychają się” wzajemnie zwiększając nieznacznie odstęp między wiązaniami. Ta dziwna wartość kąta nadaje wodzie piętno niezwykłej indywidualności.
W powiększeniu cząsteczka wody przypomina głowę myszki Miki lub niedźwiadka. W jednej szklance wody ma mieścić się około 8 kwadrylionów (8 bilionów bilionów) takich „główek” myszki Miki, tj. cząsteczek wody. Łeb stanowi atom tlenu, zaś para uszu – to dwa dużo mniejsze atomy wodoru. Elektrony atomów wodoru są przesunięte w kierunku atomu tlenu i dlatego uszy myszki Miki uzyskują ładunek dodatni, a głowa – ujemny.

Nie wdając się w szczegółowe rozważania wystarczy stwierdzić, że każda cząsteczka wody jest elektrycznie obojętna, ale ma własności dipolowe – jest spolaryzowana, dwubiegunowa elektrycznie (dipol jest układem dwóch ładunków o tych samych wartościach bezwzględnych, ale przeciwnych znakach). Jest to następna unikalna cecha wody.
To z kolei oznacza, że cząsteczki wody łatwo będą łączyć się z cząsteczkami innych substancji, obdarzonymi ładunkami elektrycznymi. Oznacza to również że cząsteczki wody przyciągają się nawzajem, ponieważ ujemnie naładowana „głowa” myszki Miki przyciąga dodatnio naładowane „uszy” innej „głowy”. Dzieje się tak na podstawie jakościowego prawa oddziaływania ładunków – ładunki jednoimienne („–” i „–” oraz „+” i „+” odpychają się, zaś ładunki różnoimienne („–” i „+”) przyciągają się:

Na skutek polarności woda posiada dużą przenikalność elektryczną i jest znakomitym rozpuszczalnikiem substancji jonowych. Przenikalność elektryczna (dielektryczna) ośrodka ma wpływ na prędkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej w tym ośrodku i opisuje zachowanie się cząsteczek w zmiennym polu elektrycznym. Im większa przenikalność elektryczna – tym większa zdolność do zmniejszania sił oddziaływań elektrostatycznych między ładunkami elektrycznymi. Jej wartość zależy od temperatury. Tak więc w temperaturze +250C wartość tej stałej wynosi dla czystej wody ok.81 (przeciętnie ok. 78), dla drewna 2÷7, zaś dla innych cieczy współczynnik ten nie przekracza zwykle 10. Przenikalność elektryczna próżni wynosi 0, zaś wodoru – 1,00027.

Polaryzacja cząsteczek wody powoduje, że mogą one ustawiać się na różne sposoby. W normalnych warunkach nie jest więc substancją bezpostaciową, ale tworzy struktury quasi-krystaliczne. Tu kryje się tajemnica doskonałych własności rozpuszczania przez wodę różnych substancji. Dzięki swojej polarności woda jest w stanie równie dobrze otoczyć w procesie solwatacji dodatnio naładowane cząsteczki (np. jony sodu w soli kamiennej) jak i ujemnie naładowane cząsteczki (np. jony chloru soli kamiennej). Do tych pierwszych cząsteczki wody zwracają się ujemnie naładowanymi atomami tlenu, do tych drugich dodatnio naładowanymi atomami wodoru.
Dipol wodny dysponuje znacznym tzw. momentem dipolowym. Jest mierzony jako wartość iloczynu wartości ładunku dodatniego i odległości między ładunkami. Wartość momentu dipolowego cząsteczek stanowi ważną informację o ich strukturze. Moment dipolowy o wartości zero świadczy, że cząsteczka ma budowę liniową. Tak więc moment dipolowy wody stanowi jeden z dowodów jej kątowej struktury. I woda tworzy wiele takich kątowych struktur.

Wspólny moment dipolowy połączonych dwóch cząsteczek wody rośnie nieproporcjonalnie, nawet 10-krotnie w porównaniu do wartości momentu pojedynczej cząsteczki. Dzieje się tak np. w wodzie, którą zawierają błony komórkowe organizmów. Woda utrzymywana w komórce – to zwykle woda metaboliczna – nie jest więc tą samą wodą, którą wypiliśmy.
Cała więc woda w organizmie, wszelkie płyny ustrojowe – w tym krew, są poddawane procesom strukturyzowania. Warto tu wspomnieć od razu, że krew przenosi bogatą informację elektromagnetyczną (piszę o tym w książce „Biomagnetyzm: cudowna moc w życiu”). Tylko w stanie ustrukturyzowania woda jest zdolna do przekazywania energoinformacyjnych sygnałów.

Najprostszy model struktury wody – to tetraedr (czworościan foremny, ostrosłup) – z atomem tlenu w środku i ładunkami atomów wodoru oraz parami elektronowymi tlenu na wierzchołkach.
Oprócz postaci tetraedrycznej mogą również występować struktury kubiczne (sześcienne) oraz heksagonalne (sześciokątne).Dzięki połączeniu się dwóch dipolowych cząsteczek wody w tzw. dimer, czyli układ składający się z dwóch identycznych cząsteczek – merów. Wszelkie więc cząsteczki wody cząsteczki łączą się ze sobą dzięki swojemu spolaryzowaniu, czyli asocjują tworząc asocjaty. Asocjacja jest zjawiskiem łączenia się molekuł wodnych w zespoły dzięki wiązaniom wodorowym, o których będzie jeszcze mowa.
Asocjaty łączą się w większe struktury w postaci klatratów (struktur klatkowych). Klatraty potrafią stawiać dość znaczny opór przeciw wszelkim zewnętrznym oddziaływaniom elektrycznym, magnetycznym cieplnym, mechanicznym czy chemicznym.
Dzięki więc zdolności łączenia się pojedynczych cząsteczek wody w większe struktury zarówno woda znajdująca się w szklance tworzy jedną dużą molekułę, jak i cały wszechświatowy ocean – też tworzy taką molekułę – tym razem jednak w postaci nieprawdopodobnie olbrzymiej hipercząsteczki. W określonych warunkach molekuły wody mogą więc zebrać się w stabilne twory, przypominające kryształy.
Szczególnie przy zamarzaniu trójścienne ostrosłupy cząsteczek wody (tetraedry) łączą się w swoistą przestrzenną superstrukturę, która obejmuje całą wręcz objętość. Tworzą się wielokątne bryły z liczbą ścian zawsze równą sześciu (układ heksagonalny, sześciokątny).

Okrycie to, jak i wiele jeszcze innych fascynujących spostrzeżeń, zawdzięczamy rosyjskiemu naukowcowi prof. Stanisławowi Zeninowi.
Zresztą bardzo dużo eksperymentów związanych z badaniami wody wykonywali i wykonują właśnie Rosjanie. Profesor Zenin jest kierownikiem Problemowego Laboratorium Naukowego Uzasadniania Niekonwencjonalnych Metod Diagnostyki i Leczenia Federalnego Naukowego Centrum Kliniczno-Eksperymentalnego Ministerstwa Zdrowia Federacji Rosyjskiej. Odebrał staranne wy-kształcenie w dziedzinie fizyki, chemii, biologii oraz filozofii.
Rosyjski naukowiec jako pierwszy w świecie obronił w 1999 r. (wg innych źródeł – w 2003 r.) w Instytucie Problemów Medyczno-Biologicznych Rosyjskiej Akademii Nauk pracę habilitacyjną pamięć wody” – o czym jeszcze powiemy w rozdziale dotyczącym tego właśnie zagadnienia. Otrzymał tytuł „doktor nauk o pamięci wody”. Z pewnością ani przygotowanie pracy, ani jej obrona nie należały do prostych i łatwych osiągnięć – przede wszystkim ze względu na ogromne nowatorstwo i kontrowersyjność tematu.
To Zenin odkrył, że wodne środowisko jest wielopoziomowym, hierarchicznie zorganizowanym ciekłym kryształem. Woda potrafi tworzyć wspomniane wcześniej asocjaty składające się nawet z kilku zaledwie cząsteczek wody. Okazało się później, że nie-wielkie asocjaty tworzą znacznie większe skupiska w postaci klastrów – kryształopodobnych „kwantów wody”, podstawowych struktur składających się z 57 molekuł wody. Szesnaście takich klastrów tworzy z kolei klatrat składający się z 912 molekuł. Rozmiar tych klatratów wynosi od pół mikrona do mikrona (tj. mikrometra – 1 μm = 0,000001m = 10-6m). Na podstawie wyników badań S. Zenin ustalił, że superczysta woda składa się w 80% z dużych klatratów (H2O)912. Dało się obserwować je w mikroskopie kontrastowo-fazowym.
Duża pojemność informacyjna wody wynika z faktu, że takie kwanty mogą tworzyć olbrzymie polimery, różniące się objętościową strukturą i odpowiednio właściwościami fizycznymi.
Okazuje się, że woda jest mieszaniną kilku frakcji. Pierwszą z nich stanowią proste monomery – pojedyncze cząsteczki wody. Druga frakcja – to zbudowane z prostych cząsteczek wspomniane wcześniej tetraedry. Trzecia frakcja – to tetraedry zamieniające się w rodzaj lodowych pojedynczych „gwiazdek”. Zaś czwarta frakcja – to „śnieżynki” zbudowane z dwóch „gwiazdek”. Z supermolekuł tej ostatniej frakcji przypominającej ozdoby choinkowe w postaci przenikających się nawzajem gwiazdek składa się w 99% woda. Cząsteczki te odznaczają się elektrycznym uporządkowaniem i poruszają się ślizgając się jakby wzajemnie po swoich krawędziach.
Na powierzchniach każdej ze ścian kryształów sterczą końce dipolowych cząsteczek wody – rzecz jasna, końce elektrycznie naładowane – dodatnio lub ujemnie. I te końcówki łatwo reagują na wszelkie elektromagnetyczne sygnały zmieniając swoje ustawienia od rodzaju sygnałów. Ta cecha decyduje o niebywałej własności jaką posiada woda – o pamięci do przejmowania, utrwalania, przechowywania oraz przekazywania informacji elektromagnetycznej (o czym będziemy mówić w rozdziale o pamięci wody).
Zenin nazwał klatraty – te makromolekuły – „podstawowym strukturalnym elementem wody”. Przypomina on mikroskopijny wręcz kryształ lodu zbudowany z sześciu romboidalnych płaszczyzn. W wodzie występują olbrzymie ilości takich kryształów. Ich istnienie udowodniono już wielokrotnie przy użyciu różnorodnych metod fizykochemicznych.
Cząsteczki wody budują więc krystaliczne sieci w postaci struktur sześciokątnych – heksagonalnych. Okazuje się, że typów takich struktur jest wiele i dzisiejsza nauka nie jest nawet w stanie ustalić – jak wiele. I nie dotyczy to wyłącznie wody w postaci stałej, czyli lodu. Nawet po zakończeniu procesu topnienia lodu woda posiada uporządkowaną strukturę heksagonalną. Gwarantuje utrzymanie tej struktury obecność ogromnej liczby zarodków klatratów wody, swoistych minikryształów, które stanowią jednocześnie bazę do wchłaniania i przechowywania informacji.
W rezultacie wniosków płynących z badań okazuje się, że do lamusa należy odłożyć wiedzę dotyczącą istnienia wyłącznie trzech stanów wody w fazach: stałej, ciekłej i gazowej. „Znaleziono nowy stan substancji – fazę informacyjną.” (S. Zenin, „Mir wody”). To jeszcze nie wszystko…
Lawrence Fried ze współpracownikami z Lawrence Livermore National Laboratory w USA, jednego z czołowych amerykańskich instytutów naukowo-badawczych, odkryli jeszcze jeden, bardzo dziwny stan wody i otrzymali go w warunkach laboratoryjnych. Stan ten nazwali „stanem superjonowej fazy”. Atomy tlenu takiej wody wydają się być zamrożonymi w krystalicznej strukturze, ale atomy wodoru mogą poruszać się jak w gazie, wędrując swobodnie w całym krysztale z bardzo dużą prędkością.
Faza ta charakteryzuje się gęstością znacznie większą niż typowy lód, twardością żelaza, a jednocześnie nie jest to ani ciało stałe jak lód, ani ciecz, ani gaz w zwykłym potocznym tego słowa zrozumieniu. Odznacza się również bardzo wysoki przewodnictwem elektrycznym.
Lawrence Fried uważa, że woda taka może występować w stanie superjonowym we wnętrzu największych planet naszego Układu Słonecznego. Nauka już wcześniej przewidywała na podstawie obliczeń teoretycznych, że woda poddana działaniu ciśnienia sto tysięcy razy wyższego niż na powierzchni Ziemi i temperaturze 10000C może przyjąć formą fazy superjonowej. Wówczas faktycznie atomy tlenu są „zamrożone”, a atomy wodoru poruszają się z ogromnymi prędkościami.
Z kolei Alexander Kolesnikow z zespołem Argonne National Laboratory jednego z największych w USA laboratoriów badawczych (w pobliżu Chicago) odkryli stan wody, w którym nie zamarza ona nawet w temperaturze bliskiej zera bezwględnego, czyli minus 273,30C. Węglowe nanorurki o średnicy 1,4 nm (1,4 nanometrów = 1,4 miliardowych metra) i długości 10 tys. nm umieścili na kilka godzin w atmosferze pary wodnej. Po skropleniu się wody w węglowych nanorurkach poddali ją bombardowaniu neutronami. Okazało się, że woda uformowała się wewnątrz nanorurek w struktury przypominające twardy lód, ale o konsystencji cieczy. Faza ta miała, więc cechy zarówno cieczy jak i lodu o specyficznych właściwościach. Nowy stan wody odkrywcy nazwali „wodą nanorurkową” („nanotube water”). Przyznamy, że to wybitnie „egzotyczny” stan – ni to woda, ni to lód… Jak to dziś pojąć – w świetle naszych ukształtowanych, dotychczasowych pojęć o wodzie?
„Brytyjscy naukowcy odkryli dwie fundamentalnie nowe formy lodu o temperaturze topnienia minus 1600C. „Mieliśmy świadomość, że zgodnie z teorią takie formy lodu mogą istnieć, ale problem był w bardzo niskich temperaturach, przy których powinny one wystąpić. – powiedział dr Christian Salzmann z Oxford University”
I już na zakończenie tego tematu – woda tylko w temperaturowym zakresie swego istnienia w fazie ciekłej (0÷1000C) doznaje wielu przemian mikrofazowych. A co będzie działo się, jeśli zmieniać się będą chociażby ciśnienia? Ile jest, więc typów wody? Nikt nie jest w stanie udzielić dziś na to pytanie ścisłej odpowiedzi, bo nikt nie wie. Wiemy w każdym bądź razie, że takich typów jest dużo. Badania w tym kierunkują są ciągle kontynuowane, a każde odkrycie stanowi niespodziankę.

Dzisiaj stan wiedzy pozwala stwierdzić, że jedną z przyczyn specyficznego zachowania się wody jest zdolność do tworzenia między jej cząsteczkami niezwykle subtelnych wiązań zwanych wiązaniami wodorowymi (protonowymi).
Jakie jeszcze tajemnice kryje woda?

Autor: Janusz Dąbrowski prowadzący serwis „Zdrowie” członek zespołu “Antylicho”.

nawigacja

Kategoria główna

subskrybuj