지구의 유비쿼터스 물질 인 물은 대부분의 다른 액체와 구별되는 흥미로운 특성을 나타냅니다. 이러한 특성 중 하나는 높은 비열 용량으로, 상당한 온도 변화없이 많은 양의 열을 흡수하고 방출 할 수 있습니다. 이는 지구의 생명에 필수적인 특징입니다.
그러나 매우 낮은 온도에서는 물의 거동이 더욱 매혹적입니다. 연구팀은 고급 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 절대 제로 (-273.15도)에 가까운 온도에서 물 분자의 역학을 조사했습니다. 그들의 시뮬레이션은 물 분자가 느린 회전 및 번역 운동을 나타내며 액체의 역학의 극적인 둔화를 초래한다는 것을 보여 주었다.
이 연구는 온도가 감소함에 따라 방향을 담당하는 물 분자의 회전 운동이 점점 더 방해받는 것으로 나타났습니다. 이 방해는 낮은 온도에서 물 분자 사이의 더 강한 인력으로 인해 발생하여 자유롭게 회전하는 능력을 제한합니다.
마찬가지로, 우주를 통한 움직임과 관련된 물 분자의 번역 운동도 크게 느려졌다. 이 효과는 저온에서의 물 분자 사이의 일시적이고 더 강한 수소 결합의 형성에 기인하며, 이는 분자를 효과적으로 "트랩"하여 이동성을 감소시킨다.
연구팀은 또한 매우 저온에서 액체 물 내에서 얼음에서 발견되는 것과 유사한 일시적인 사면체 구조의 형성을 관찰했다. 이 구조는 분자가 이들 사면체 배열 내에서 일시적으로 "케이징"되면서 물 역학의 둔화에 더 기여했다.
이 연구의 연구 결과는 저온에서의 물의 행동에 대한 근본적인 이해를 발전시킬뿐만 아니라 천문학에 잠재적 인 영향, 지구 너머의 삶의 연구에도 영향을 미칩니다. 물의 역학은 외계 환경의 거주성에 결정적인 역할을하며,이 연구에서 얻은 지식은 목성의 달 유로파 또는 토성의 달 enceladus와 같은 얼음 천상의 몸에 대한 잠재적 액체 물 저수지를 찾는 데 정보를 제공 할 수 있습니다.
또한, 매우 낮은 온도에서 물의 행동에 대한 통찰력은 냉동 생물학에 실질적인 적용을 가질 수 있으며, 저온이 생물학적 시스템에 미치는 영향에 대한 연구를 가질 수 있습니다. 추운 온도에 의해 물 역학이 어떻게 영향을 받는지 이해하면 향후 사용을위한 세포, 조직 및 장기를 보존하기위한 냉동 보존 기술의 발달에 도움이 될 수 있습니다.
결론적으로,이 연구는 저온에서의 물 역학의 둔화에 대한 귀중한 통찰력을 제공하여 극한 조건에서 물의 고유 한 분자 행동에 대한 더 깊은 이해를 제공합니다. 이 연구는 우주 생물학, 냉동 생물학 및 물의 기본 특성에 대한 전반적인 이해에 영향을 미칩니다.
