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50年ほど前

 E. B. Mpembaらは、25°Cの水と90 °Cの水を冷却すると、後者のほうが最初に氷始めることを報告した。この小売店でも観測される氷生成現象(Mpemba効果)について、蒸発、温度傾斜、不純物、溶解するガスを含む色々な要因が提案されてきた。新しい計算化学によるアプローチは液体の水素結合ネットワークから生じる効果であるとしている[1]50個と1000個の水分子のクラスターについて、クラスターの350あるいは100万個の水素結合の様式と強さを特徴づけた。(H2O)1000の場合、水の温度を10 °Cから90 °Cに上げると、水素結合の数は減少し、より弱い静電結合も優先して切断された。これによって残った強い水素結合のクラスターフラグメントは、より大きな共有結合性を有し、よりぶらぶらした状態あるいは末端の水素結合であった。この水素結合の組合せが、フラグメントを簡単に再配列させて、六角形の氷の格子に至る。交渉次第でこれが変化するかは知らない。

[1] Chemical and Engineering News, 2017 January 2, p. 8.

DOI: 10.1021/acs.jctc.6b00735

17.1.24

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