Гексамеры воды (которые можно назвать "простейшими снежинками") были сформированы на металлической подложке, охлажденной до температуры –268 °С, что позволило разглядеть их с помощью сканирующего туннельного микроскопа. Кроме этого были получены данные для ассоциатов из семи, восьми и девяти молекул воды. До настоящего времени получить изображения водяных ассоциатов не удавалось из-за малой структурной устойчивости этих межмолекулярных комплексов: они легко распадаются на отдельные молекулы воды при воздействии пучка электронов сканирующего микроскопа. На этот раз ученым удалось ослабить поток электронов до минимума, при котором вообще возможно получить изображение и таким образом запечатлеть неуловимые гексамеры. В данном случае металлическая поверхность выступает в роли поверхности "пылевой частицы", на которой растет кристалл.
На основании неэмпирических квантово-химических расчетов исследователи установили, что в гексамерах на металлической поверхности водородные связи между молекулами воды не равноценны: происходит чередование относительно длинных и коротких связей в цикле. Однако хорошо известно, что в кристаллах льда молекулы воды соединены друг с другом равнозначными водородными связями. Такое поведение ученые объясняют влиянием атомов металлов на водородное связывание молекул воды.
Невзирая на заверения ученых, пока не совсем понятно, каким образом полученные данные помогут раскрыть механизм роста ледяных кристаллов. Ассоциаты молекул воды, в том числе и гексамеры, находятся в динамическом равновесии с окружающей средой, непрерывно теряя и вновь захватывая молекулы. Поэтому предложенная в данном случае статичная модель гексамера, стабилизированного в лабораторных условиях, является очень приближенной. Для моделирования ассоциатов воды и роста ледяных кристаллов, возможно, больше подошли бы методы молекулярной динамики и статистической молекулярной физики, позволяющие моделировать эволюцию молекулярных систем в любых условиях. Конечно, представленные результаты – только первый этап исследования, и все самое интересное еще впереди. ЕГ
