pomysłowy: Richard Saykally

zakładając swój zwykły strój roboczy—dżinsy i Hawajską Koszulę—Richard Saykally mówi mi w czterech słowach odpowiedź na pytanie, które często zastanawiałem się pod prysznicem: Dlaczego woda jest mokra?

„silne tetraedralne wiązanie wodorowe” Odpowiedź nie dostarczyła natychmiastowego oświetlenia, na które liczyłem, ale woda nie jest prosta., Grupa badawcza Saykally ' ego na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley (gdzie jest profesorem chemii) bada wodę za pomocą egzotycznie brzmiącej listy aparatów, w tym spektroskopów jamistych ringdown, laserów terahercowych i wiązek naddźwiękowych.

jego celem jest opracowanie „uniwersalnego pola siłowego wody”, komputerowego modelu wody, który mógłby przewidzieć zachowanie wody w każdych okolicznościach, aż do skali atomowej. Byłem pod wrażeniem tej ambicji, ale nie szczególnie onieśmielony: Saykally zadbał o to, oferując więcej niż raz, aby zagrać mi kawałek na harmonijce.,

film jest odtwarzany u góry ekranu.

Zobacz wideo

transkrypcja wywiadu

Dlaczego woda jest mokra?

Kiedy moje córki były bardzo małe, mieliśmy ciekawą rewelację na ten temat. Kąpałam obie moje córki, kiedy były bardzo młode, a moja najmłodsza córka powiedziała: „Tato? Dlaczego woda jest mokra?”A właściwa odpowiedź brzmi: silne tetraedralne wiązanie wodorowe, które następnie związali ze swoimi nauczycielami przez lata, gdy tylko pojawił się temat wody, mówili: „silne tetraedralne wiązanie wodorowe!”Ale to prawidłowa odpowiedź., To sprawia, że woda jest mokra.

jak wygląda Gromada wodna?

klaster wodny to układ dwóch lub więcej cząsteczek wody. Przyjmują więc różne struktury. Dwie cząsteczki wody nie mają zbyt dużego kształtu; trzy cząsteczki wody tworzą trójczłonowy pierścień; cztery tworzą kwadratowy pierścień; pięć tworzy pentagon; a kiedy dojdziesz do sześciu cząsteczek wody, morfologia zmienia się z cyklicznej płaskiej na trójwymiarową klatkę; a następnie siedem, osiem, dziewięć i tak dalej wyglądają jak trójwymiarowe klatki., Woda osiem-ośmiokrotny klaster-wygląda jak zniekształcony sześcian, a następnie wszystkie większe klastry budują na tym sześciennym kształcie. Są to najbardziej stabilne formy, które można znaleźć w bardzo bliskim zeru absolutnego temperatury.

czy możliwa jest inna forma ciekłej wody?

jest to obecnie najbardziej gorący temat na temat wody. Od dłuższego czasu postulowano, że w obszarze głęboko nadfioletu wody—czyli gdy woda jest chłodzona poniżej temperatury zamarzania—mogą istnieć dwa różne rodzaje cieczy., Zwykła ciekła woda nazwalibyśmy formą o niskiej gęstości i zaproponowano, że istnieje forma wody o wysokiej gęstości i że istnieje przejście fazowe między tymi dwoma typami w super zimnym regionie. Ta debata była wielokrotnie omawiana, ale w tej chwili jest ona przedmiotem ostrej debaty. Właściwie, jeden z moich kolegów z tego wydziału-bardzo znany chemik teoretyk – i jego były student są na czele tego, i to nie zostało jeszcze rozwiązane.

Dlaczego woda traci gęstość, gdy zamienia się w lód?,

Kiedy woda zamarza w zwykły lód, który jest rodzajem, który sprawia, że kostki lodu, które unoszą się w naszych kulach, dzieje się tak przy czymś, co nazwalibyśmy zero stopni Celsjusza, pod ciśnieniem atmosferycznym. Gdy woda zamarza w lód, tworzy bardzo otwartą strukturę. Ta forma lodu składa się z sześcioczłonowych pierścieni, które są ułożone jeden na drugim, aby utworzyć kanały, a większość tego lodu jest w rzeczywistości pustą przestrzenią., Kiedy topisz lód w celu wytworzenia ciekłej wody, łamiesz około 10 procent wiązań wodorowych w lodzie i staje się on znacznie bardziej nieuporządkowany i zwarty, więc ciecz jest bardziej nieuporządkowana jest gęstsza niż lód. Gdy lód zamarza, tworzy bardzo otwartą sieć, a gęstość spada o 10 procent. Ale to prawda tylko dla znanej formy lodu, którą nazywamy lodem 1h, dla sześciokątnego. W rzeczywistości istnieje 16 krystalicznych form lodu. Wszystkie inne formy są w rzeczywistości gęstsze niż płynna woda. Tylko jedna z 16 form jest w rzeczywistości mniejsza niż.,

Dlaczego jest 17 różnych rodzajów lodu?

tylko znana forma lodu, którą nazywamy lodem pierwszym, jest mniej gęsta niż ciecz. Wszystkie inne formy są gęstsze niż ciecz i tworzą się pod wysokim ciśnieniem. Kiedy ściskasz kratę lodu 1h, zmuszasz ją do bardziej zwartych aranżacji. Jak już mówiłem, struktura krystaliczna lodu 1h ma w sobie dużo pustej przestrzeni, więc kiedy naciskasz na nią stosując wysokie ciśnienia, zmuszasz ją do bardziej zwartych struktur; cóż, wypełniasz tę pustą przestrzeń bardziej., I im mocniej ściskasz, tworzysz coraz bardziej zwarte i gęste struktury, aż osiągniesz to, co nazywamy granicą zamkniętą, której tak naprawdę jeszcze nie osiągnęliśmy. Tak jak technologia ewoluuje do stosowania coraz wyższych ciśnień, można zawinąć lód do gęstszych i gęstszych form. Więc chyba jeszcze nie skończyliśmy. Istnieje 16 form krystalicznych, a wraz z rozwojem technologii, prawdopodobnie będziemy w stanie wygenerować kolejne sześć lub osiem. Oprócz 16 krystalicznych form lodu, istnieją również amorficzne lub szkliste formy lodu, które z definicji są nieuporządkowane, i istnieje cała ich rodzina., Kiedyś uważano, że istnieją dwa rodzaje amorficznego lodu, ale teraz zdajemy sobie sprawę, że jest ich naprawdę wiele, o różnej gęstości.

czym różni się powierzchnia wody od wody zbiornikowej?

na powierzchni wody występuje inny układ wiązania wodorowego. W zbiorczej wodzie każda cząsteczka wody tworzy około czterech wiązań wodorowych z innymi cząsteczkami wody pod kątem czworościanu; nie jest to idealne rozwiązanie, jak w przypadku lodu 1h. jest to więc nieuporządkowana sieć czworościanowa. Ale na powierzchni, gdy cząsteczki wody zakończą masę, musi być mniej wiązań wodorowych., Więc średnia liczba wiązań wodorowych dla cząsteczek wody na powierzchni wynosi może dwa i pół lub coś w tym stylu. Tak więc na powierzchni wody występują zwisające wiązania O-H (tlen-wodór), co sprawia, że warstwa powierzchniowa zachowuje się inaczej niż masa. Tak więc macie najbardziej zewnętrzną warstwę gęstości cieczy, jak ją nazwalibyśmy, określając powierzchnię, a potem stajecie się bardziej uporządkowani, gdy poruszacie się z tej najbardziej zewnętrznej warstwy gęstości cieczy do prawdziwej masy. Tak więc warstwa powierzchniowa ma mniej wiązań wodorowych; jest bardziej mobilna i ma różne właściwości wiązania.,

dlaczego trwa intensywna debata na temat tego, co jony robią na powierzchni wody?

od dziesięcioleci jest to jeden z najbardziej kontrowersyjnych tematów związanych z wodą, ponieważ zachowanie jonów na powierzchni wody ma głębokie implikacje w biologii i innych dziedzinach nauki; jest to więc ważny temat w sensie praktycznym. Zachowanie jonów w wodzie zostało klasycznie opisane przez to, co nazwalibyśmy teorią kontinuum dielektrycznego i jest to w większości podręczników na temat wody do niedawna i mówi to, że nie powinno być jonów na powierzchni wody., Ale musimy być trochę bardziej konkretni; nazwijmy to interfejsem powietrze-woda lub interfejsem wody z hydrofobowymi domenami białek. W takich przypadkach nie powinno być w ogóle jonów na tych interfejsach z powodu zjawiska zwanego odpychaniem ładunku obrazu, które pojawia się w tej teorii kontinuum dielektrycznego.

ale ta teoria jest przestarzała i przez lata zgromadzono eksperymenty, które wyraźnie wykazały, że niektóre jony wolą być na powierzchni, a nie w masie. Moja grupa ustanowiła wiele różnych jonów jako przypadki, w których jest to przestrzegane., Te jony preferują powierzchnię i numerycznie zweryfikowaliśmy energie i siły, z którymi są przyciągane do powierzchni. Jest to więc sprzeczne z podręcznikowym opisem jonów na powierzchni wody.

Dlaczego szybkość parowania wody jest tak trudna do zmierzenia?

przez lata było to bardzo trudne do zmierzenia, ponieważ jest to zjawisko powierzchniowe, bardzo narażone na problemy z zanieczyszczeniem.a co najważniejsze, parowanie wody jest zjawiskiem bardzo rzadkim., Jeśli jesteś cząsteczką wody w szklance wody, a nawet na powierzchni wody w szklance wody, prawdopodobieństwo parowania jest bardzo niskie. Jest to bardzo rzadkie zdarzenie, kiedy cząsteczka wody opuszcza powierzchnię i dlatego niezwykle trudno jest modelować to zjawisko za pomocą symulacji komputerowych. A eksperymenty są bardzo problematyczne, ponieważ zanieczyszczenie powierzchni jest bardzo dużym problemem.,

a drugi problem polega na tym, że większość eksperymentów, które się tym zajmowały, obserwuje jednoczesne parowanie i kondensację, ponieważ w tych eksperymentach jest warstwa pary wodnej i kontakt z ciekłą wodą, a więc otrzymujesz kondensację pary do cieczy w tym samym czasie, gdy ciecz odparowuje do fazy gazowej i bardzo trudno jest oddzielić te dwa procesy., Więc to, co moja grupa zrobiła, aby spróbować oddzielić te procesy, to użycie technologii mikrojet w płynie, w której wykonalibyśmy mikrojet wody, który miał być może 10 mikronów średnicy, w systemie próżniowym, a następnie moglibyśmy zorganizować warunki, aby spojrzeć na parowanie bez kondensacji przesłaniającej nasze wyniki.,

więc są to nasze ostatnie eksperymenty, a nasze wyniki zgadzają się całkiem dobrze z teoretycznymi obliczeniami, które zostały wykonane przez grupę Davida Chandlera, gdzie byli w stanie przekroczyć to ograniczenie w stanie symulować bardzo rzadkie zdarzenia dzięki tej pięknej metodologii rzadkich zdarzeń, którą grupa Chandlera opracowała o nazwie próbkowanie ścieżki przejścia., W tej metodologii, są w stanie bezpośrednio obserwować szczegóły jak cząsteczka wody odparowuje, mimo że jest to bardzo rzadkie wydarzenie i pokazują w swoim niedawnym artykule, że cząsteczka wody odparowuje z powierzchni, gdy zderza się z inną cząsteczką cieczy w taki sposób, aby dać jej wystarczającą energię kinetyczną, aby uciec napięcie powierzchniowe, nazwijmy to, powierzchni, i robi to tam, gdzie powierzchnia ma falę kapilarną, jak to nazywamy. Będzie anomalnie duża fluktuacja w topologii powierzchni., Więc to tak, jakby fala oderwała się od cieczy i kiedy ta fala oderwie się, odkształci wiązania wodorowe w cząsteczce wody powierzchniowej i osłabi ją na tyle, że cząsteczka może uciec.

Co sądzicie o obecnej suszy w Kalifornii?

Cóż, myślę, że należy to potraktować bardzo poważnie. Właściwie spędziłem sporo czasu w ostatnim miesiącu myśląc o tym i edukując się na temat sytuacji suszy i jak niektóre z technologii, które są proponowane, aby ją złagodzić, mogą być wdrożone. Więc przede wszystkim krąży wokół wiele dezinformacji., Słyszymy, że jest to najgorsza susza w historii Kalifornii. Musimy to zakwalifikować. W pisanej historii od czasu utworzenia rządu Kalifornii jest to prawdopodobnie prawda. Ale w Historii Naturalnej Kalifornii, wiemy, że były bardzo, bardzo najgorsze susze. Zobaczmy, ile lat temu … wieki temu, istnieją dowody z pierścieni drzew, które zostały niedawno zbadane przez ekspertów od skamielin, które pokazują, że w rzeczywistości 150-letnie susze nie były tak daleko w Historii Naturalnej Kalifornii – powiedzmy 500 lat lub coś w tym stylu temu., Zapomniałem dokładnych dat. Ale odnotowano znacznie gorsze susze niż to, czego doświadczamy teraz. Jest całkowicie możliwe, że może to przerodzić się w 50-letnią suszę lub 100-letnią suszę, która byłaby niszcząca, chyba że mamy wiarygodne źródła wody, które nie zależą od opadów.

więc odsalanie wydaje się być najmądrzejszym sposobem działania na obszarach przybrzeżnych, takich jak Kalifornia, gdzie mamy ocean bardzo w pobliżu., Jeśli możemy dowiedzieć się, jak tanio odsalać wodę oceaniczną i zrobić to w sposób, który nie dodaje dużo dwutlenku węgla do naszej atmosfery, byłby to bardzo duży krok naprzód dla długoterminowego dobrobytu Kalifornii. I właśnie wróciłem z pobytu 10 dni w San Diego, gdzie największy projekt odsalania na zachodniej półkuli zbliża się do zakończenia w Carlsbad, na północ od San Diego. Jest zakład odsalania za miliard dolarów, który ma zostać uruchomiony w ciągu kilku miesięcy i bardzo zainteresowałem się fizyką i chemią tych zakładów odsalania., A teraz odsalanie jest bardzo kosztowne i bardzo wymagające energetycznie i nie będzie to tak naprawdę akceptowalny dla środowiska sposób produkcji świeżej wody, chyba że sprawimy, że będzie o wiele bardziej wydajna i mniej zanieczyszczająca.

niektórzy moi koledzy i ja zebraliśmy krótką propozycję podczas mojego pobytu w San Diego z tytułem, „w kierunku zielonej, wydajnej odsalania.”Technologia, o której obecnie myślą ludzie, wykorzystuje to, co nazywamy nanorurkami węglowymi, jako sposób na filtrowanie soli z wody morskiej., Możliwe, że można to zrobić przy znacznie mniejszym zużyciu energii, ponieważ odporność na przepychanie wody przez te rury może być znacznie niższa niż w przypadku obecnej technologii, ale musi to zostać ustalone poprzez fundamentalne badania laboratoryjne, które proponuję zrobić i inni ludzie proponują zrobić., Musimy zbadać zachowanie jonów na styku wody, naszego poprzedniego obiektu, z tymi membranami węglowymi, i jest możliwe, że natura tego interfejsu jest taka, że przy odpowiedniej geometrii woda może przepływać przez rury czystego węgla o bardzo niskiej rezystancji, tak że można użyć znacznie niższych ciśnień, aby zmusić wodę morską przez membrany odsalające. To bardzo ekscytująca perspektywa. A to znacznie zmniejszy zużycie energii.,

a potem są sposoby, aby pomyśleć o tym, jak sekwestrować dwutlenek węgla wytwarzany przez, powiedzmy, spalanie gazu ziemnego jako sposób produkcji energii elektrycznej, aby sekwestrować dwutlenek węgla wytwarzany w tym spalaniu w głębokich warstwach wodonośnych bardzo słonej wody, która jest produktem odsalania. Otrzymujesz bardzo skoncentrowane solanki, które powodują problem w utylizacji. Więc jeśli rzeczywiście można użyć tych solanek do przechowywania dwutlenku węgla, to byłby duży postęp też. Ludzie myślą o tych wszystkich kierunkach, a jednocześnie mając nadzieję, że Kalifornia nie rozpocznie 100-letniej suszy!,

Co to jest dimer wody i dlaczego jest ważny w zrozumieniu naszej atmosfery?

dimer wody to klaster dwóch cząsteczek wody, w którym jedna cząsteczka wody przekazuje wiązanie wodorowe drugiej. Jest to bardzo ważne w sensie teoretycznym, ponieważ jest prototypem wiązania wodorowego. W sensie praktycznym było wiele dyskusji na temat potencjalnej roli tego dimeru wody w atmosferze., Istnieją pewne ważne reakcje w atmosferze—na przykład powstawanie kwaśnych deszczy – które przebiegałyby znacznie szybciej, gdyby w atmosferze były rzeczywiście dimery wody. Na przykład reakcja trójtlenku siarki SO3 z cząsteczką wody w celu wytworzenia kwasu siarkowego, a następnie kwaśnego deszczu, wymagałaby zderzenia trzech cząsteczek gazowych. Ale jeśli zamiast tego cząsteczka SO3 mogłaby zderzyć się z dimerem wody, znacznie przyspieszyłoby to reakcje i późniejsze tworzenie się kwaśnych deszczy.,

a także, z punktu widzenia absorpcji światła słonecznego, dimer wody absorbuje inną część widma elektromagnetycznego niż tylko monomer wody, pojedyncza cząsteczka wody, i potencjalnie może odgrywać ważną rolę w globalnym ociepleniu. Duże zainteresowanie wzbudziło więc ustalenie: czy w atmosferze występują znaczne stężenia dimerów wody, a jeśli tak, to gdzie prawdopodobnie się znajdują? Odpowiedź wydaje się być taka, że dimery wody mogą tworzyć się skutecznie, jeśli wilgotność względna jest wysoka i dzieje się to w regionach równikowych., Wydaje się więc, że gdy wilgotne powietrze z tropików wokół równika unosi się, dimery wody mogą tworzyć się w atmosferze dość skutecznie i czy można je następnie przetransportować do innych regionów atmosfery jest aktualnym pytaniem.

czy to tylko przypadek, że woda jest niezbędna do życia na Ziemi?

nie, jest to coś nieodłącznego w wodzie, ponieważ silna tetraedralna sieć wiązań wodorowych, którą tworzy woda, jest bardzo elastycznym środowiskiem dla procesów chemicznych., Ma odpowiednie właściwości do rozpuszczania wielu jonów; ma odpowiednie właściwości, aby spowodować, że to, co nazywamy materiałami hydrofobowymi, składa się w specjalny sposób; i trudno byłoby zaprojektować ciecz, która jest tak wszechstronna, że może przyjąć tak wiele różnych konfiguracji w cieczy i tak dalej. To naprawdę wyjątkowe.

czego nauczyła nas woda o wiązaniu wodorowym?

natura samego wiązania wodorowego była intensywnie dyskutowana od dziesięcioleci., Początkowo sądzono, że wiązanie wodorowe jest manifestacją tego, co nazywamy momentem dipolowym cząsteczek wody—że każda cząsteczka wody ma dodatni i ujemny koniec, a wiązanie wodorowe występuje, gdy te dwa dipole oddziałują w atrakcyjny sposób. Ale jak wyrafinowanie zarówno eksperymentu, jak i teorii ewoluowały, doprowadziło to do bardziej złożonego opisu opartego na teorii kwantowej, gdzie wiemy teraz, że rzeczywiście głównym źródłem przyciągania między dwiema cząsteczkami wody, które składają się na jej wiązanie wodorowe, jest ta interakcja dipol-dipol, jak to się nazywa, ale są inne., Jest też coś, co nazywa się indukcją, gdzie ten dipol jednej cząsteczki wody zniekształca obłok elektronowy drugiej i dodaje jej przyciągania. Jest też coś, co nazywa się dyspersją, która jest ściśle kwantowym efektem mechanicznym, w którym obłoki elektronów obu cząsteczek oddziałują w atrakcyjny sposób. A czwartym składnikiem jest odpychanie—że kiedy zbliżasz do siebie dowolne dwa obiekty, dowolne dwie cząsteczki lub Atomy, ich chmury elektronowe zaczynają się nakładać i stają się bardzo odpychające, a to ogranicza, jak blisko możesz zbliżyć dwie cząsteczki wody razem., Więc teraz rozumiemy, że wiązanie wodorowe jest naprawdę sumą tych czterech różnych oddziaływań, które nazywamy elektrostatyką, indukcją, dyspersją i odpychaniem.

Dlaczego wynalazłeś nowy laser do badania wody?

dwie cząsteczki wody będą wibrować względem siebie przez ruch rozciągający lub ruch zginający tego wiązania wodorowego, a te częstotliwości występują w dalekiej podczerwieni w widmie—lub w regionie teraherców, jak to się nazywa. To ten sam obszar widma., Najbardziej bezpośrednią sondą wiązania wodorowego jest więc przyjrzenie się rozciągającym i zginającym wibracjom tego wiązania wodorowego i dzieje się to w dalekiej podczerwieni lub terahercowym obszarze widma. Dlatego opracowaliśmy technologię opartą na laserach dalekiej podczerwieni, aby móc patrzeć, aby móc mierzyć ruchy cząsteczek wody i to doprowadziło do naszych wielu badań klastrów wodnych.

czym jest „uniwersalne pole siłowe wody?,”

To właśnie mówiłem jest ostatecznym przedmiotem naszych badań w badaniu klastrów wody, zarówno teoretycznie z naszych eksperymentów, jak i z chemii kwantowej; aby stworzyć idealny model dla wody. Chcemy połączyć wszystkie dostępne informacje z badań klastrów wodnych z naszą terahercową spektroskopią laserową, z kwantowych obliczeń chemicznych i z pomiarów fazy skondensowanej – chcemy połączyć wszystkie te informacje i stworzyć komputerowy model wody, który odpowie na każde pytanie., Każde pytanie, które jest w zasadzie odpowiedzialnej można następnie odpowiedzieć przez obliczenia komputerowe, jeśli miał doskonały model wody. I ten doskonały model wody jest tym, co nazywamy uniwersalnym modelem pierwszej zasady wody.

Jakie przewidywania można zrobić za pomocą uniwersalnego modelu wody?

gdybyśmy mieli idealny model wody i mieliśmy dużo czasu komputerowego, moglibyśmy przeprowadzić symulacje, które przetestowałyby tę ideę: „czy istnieją dwa rodzaje ciekłej wody połączone przejściem fazowym pierwszego rzędu.”Takie rzeczy można zrobić., Możemy wykonać komputerowe obliczenia powierzchni wody i dokładnie określić, jak wygląda powierzchnia i jak zmienia się ta powierzchnia, gdy doprowadzamy powierzchnię wody do kontaktu z hydrofobową domeną białka, na przykład. Wszelkie pytania dotyczące wody, które w zasadzie można odpowiedzieć, można rozwiązać za pomocą obliczeń komputerowych z wykorzystaniem modelu wody doskonałej.

powodem, dla którego nie możemy tego teraz zrobić, jest to, że jak powiedziałem, jest 100 lub więcej modeli-komputerowe modele wody—i wszystkie robią pewne rzeczy dobrze., Żaden z nich nie robi wszystkiego dobrze, a w szczególności modele te zostały opracowane dla wody o temperaturze pokojowej lub w wąskim zakresie temperatur, więc kiedy weźmiesz te modele komputerowe dla wody o temperaturze pokojowej i zastosujesz je w regionie supercool do badania „czy istnieją dwa rodzaje płynów w regionie supercool”, pierwszą rzeczą, która przychodzi na myśl, jest to, że ten model wody nie jest w stanie dać wiarygodnych wyników w tym bardzo niskim zakresie temperatur. Nie został wyprodukowany z myślą o tym., Więc gdybyśmy mieli uniwersalny model pierwszych zasad, działałby on we wszystkich temperaturach, wszystkich ciśnieniach itp.

Co takiego jest w wodzie, że jest dojrzała do pseudonaukowych spekulacji?

cóż, ponieważ żyjemy na planecie wody i woda jest bardzo częścią codziennego życia każdego człowieka, od samego początku uznano, że woda jest niezbędna i ma te niezwykłe właściwości. Więc jeśli wrócimy do Greków, Greckie sformułowanie chemii było takie, że były cztery żywioły: ziemia, powietrze, ogień i woda, prawda? I faktycznie, było kilka konkurujących filozofii., Dopiero niedawno w nauce dokonujemy dokładnych pomiarów rzeczy, które uważamy za poprawne. Współczesna nauka działa na podstawie, można zrobić prognozę z teorii lub prawa chemii i fizyki i przetestować go przed eksperymentem. Tak nie było i tak wszystkie te pseudonauki ewoluowały w oparciu o wczesną ideę, że woda jest tak istotnym elementem. Więc homeopatia wyewoluowała z tego rodzaju myślenia.

nawet we współczesnym kontekście jedną z ciekawych debat jest, czy jest coś wyjątkowego w tzw. wodzie strukturalnej?, Istnieją firmy, które sprzedają butelkowaną, strukturalną wodę i twierdzą, że strukturalna woda w jakiś sposób skuteczniej przenika przez ściany komórkowe i ma wszelkiego rodzaju korzyści zdrowotne i to wszystko. Nie ma na to żadnych naukowych podstaw. Nie można zrobić wody strukturalnej. To nie ma żadnego sensu, ponieważ wiązanie wodorowe w wodzie żyje przez kilka pikosekund—10-12 sekund – a te struktury wiązania wodorowego wody zmieniają się bardzo szybko, więc nie masz gromad wodnych istniejących jako odizolowanych jednostek w wodzie pomimo wielu tych twierdzeń., Ale nadal możesz iść do sklepu i znaleźć butelkowaną wodę, która ma mieć te magiczne właściwości strukturalne i tak dalej.

kto cię inspiruje?

moim osobistym bohaterem w nauce był Charles Townes. Charles Townes zmarł niedawno i był bardzo znanym fizykiem na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley. Charles Townes był współtwórcą lasera, który dostał Nagrodę Nobla w 1950 roku … zapomniałem dat, ale dostał Nagrodę Nobla za wynalezienie lasera., Odkrył pierwsze cząsteczki w kosmosie, a ostatnio, we współpracy ze swoim post-docentem Reinhardem Genzelem, stworzył pierwszą charakterystykę czarnej dziury—szczegółową charakterystykę czarnej dziury, która istnieje w centrum naszej galaktyki – jest fantastycznym naukowcem. I jedną z najbardziej ekscytujących rzeczy dla mnie przybyć do Berkeley, co zrobiłem w 1979 roku, była możliwość interakcji z Charlesem Townes, który był moim bohaterem, odkąd poszedłem do szkoły., Jedną z pierwszych rzeczy, które mi się przydarzyły, kiedy dołączyłem do grupy badawczej (Roberta) Claude 'a Woodsa na University of Wisconsin w graduate school, jest to, że wręczył mi książkę Charlesa Townes' a o nazwie, Microwave Spectroscopy, i mówi: „przeczytaj to, to jest Biblia.”I tak Charles Townes zawsze był moim wielkim bohaterem i myślę, że mam wielki wybór bohaterów.

kim byś był, gdybyś nie był naukowcem?

gdybym nie był naukowcem?, Cóż, historia jest taka, że dorastałem na północy Wisconsin, w mieście liczącym około 100 osób; a jeśli dorastasz w Wisconsin, koniecznie jesteś wielkim fanem drużyny piłkarskiej Green Bay Packers. Tak więc w moich wczesnych dniach, aspirował, aby stać się piłkarzem Green Bay Packer i byłem rozdarty między numerem 66, Ray Nitschke, który jest środkowym linebacker i uważany za najtwardszego linebacker w piłce nożnej; lub numer 31, Jim Taylor, słynny fullback dla Green Bay Packers. Chciałem być Pakowaczem Green Bay, ale smutna wiadomość jest taka, że Bóg nie współpracował w tym zbyt dobrze., Kiedy byłem w szkole średniej, chciałem zostać gwiazdą rocka i całe życie grałem w zespołach rockowych. Więc gdybym nie był naukowcem, hmmm … Oh, inna sprawa, że stało się, gdy byłem na studiach, ja, dzięki losowaniu, stał się kierunek chemii i naprawdę lubił wprowadzenie, lub pierwszej chemii, ale potem przyszła Chemia organiczna i po półtora roku chemii organicznej, stałem się kierunek angielski. Ale wróciłem do chemii. Więc wiesz, może … uwielbiam pisać. Piszę poezję i opowiadania dla Zabawy. Mogę być pisarzem., A może gwiazdą rocka. Ale nie umiem śpiewać.

Brian Gallagher jest asystentem redaktora naukowego w Nautilusie.