JK Bristolio universiteto ir Japonijos Tokijo universiteto mokslininkai paaiškino anomalias vandens savybes, kurias jis turi, kai jis atvėsta ir užšąla. Norėdami tai padaryti, mokslininkai, naudodami kompiuterinį modeliavimą, pakeitė H2O molekulės struktūrą, suteikdami jai naujų funkcijų. Tai praneša „Science Alert“.
Paprastai skysčiai tampa tankesni, kai jų temperatūra mažėja, tačiau vanduo pasiekia didžiausią tankį esant keturiems laipsniams Celsijaus. Žemiau šio taško tankis vėl sumažėja, todėl vandens telkinių paviršiuje plūduriuoja ledas. Be to, vandens paviršiaus įtempimas yra didelis, todėl skystoji gyvsidabrio forma yra aukšta, jo virimo temperatūra yra geras tirpiklis.
Tokios fizinės savybės paaiškinamos vandenilio ryšių, susidarančių tarp vandens molekulių, buvimu. Pastarieji yra sujungti vienas su kitu ir sudaro tetraedrą (trikampę piramidę).
Mokslininkai, naudodami superkompiuterį, sukūrė įvairius vandens molekulinės struktūros modelius. Norėdami tai padaryti, jie pakeitė parametrą λ, vadinamą „Stillinger-Weber“potencialu, kuris naudojamas apibūdinant fizines medžiagų savybes su tetraedriniu molekulių išdėstymu. Tyrėjai sekė, kaip potencialo pokyčiai paveikė medžiagos tankį ir cheminių ryšių tarp atomų skaičių (dviejų būsenų modelis). Tai leido apskaičiuoti, kokiomis λ reikšmėmis pasireiškia anomalios vandens savybės.
Paaiškėjo, kad padidėjus Stillinger-Weber potencialui, anomalinės vandens savybės, susijusios su tankiu, silpnėja. Dėl to didžiausias tankis pasislenka link skysčio-ledo fazės perėjimo, o kieta vandens forma praranda plūdrumą. Mažėjant λ, susilpnėja ir dviejų būsenų modelio numatytos savybės.