Naukowcy z EPFL odkryli, że na lepkość naładowanych elektrycznie roztworów polimerowych rozpuszczonych w wodzie ma wpływ efekt kwantowy.
Ten subtelny efekt wpływa na sposób interakcji między cząsteczkami wody i jego odkrycie może prowadzić do drastycznych zmian w obserwacjach na dużą skalę. Efekt ten może zmienić sposób, w jaki naukowcy rozumieją właściwości i zachowanie roztworów biomolekuł w wodzie i może nawet doprowadzić do lepszego zrozumienia układów biologicznych.
Woda jest podstawą wszelkiego życia na ziemi. Jej struktura jest prosta i sprowadza się do dwóch atomów wodoru związanych z jednym atomem tlenu, ale zachowanie jest wyjątkowe wśród wszystkich cieczy. Jednak naukowcy wciąż nie w pełni rozumieją pochodzenie jej charakterystycznych właściwości.
Gdy naładowane polimery rozpuszcza się w wodzie, wodny roztwór staje się bardziej lepki niż oczekiwano. Ta wysoka lepkość jest możliwa do zaobserwowania nawet w ludzkim ciele. Gdzie? Ot w stawach, gdzie znajduje się maź stawowa, a więc roztwór wody i naładowanych biopolimerów. To dzięki tej mazi możemy zginać, rozciągać i ściskać stawy przez całe życie bez ich uszkodzeń.
W badaniu opublikowanym w Science Advances badacze z Laboratorium Podstawowych BioPhotonics (LBP) w School of Engineering EPFL rzucili nowe światło na lepkość roztworów wodnych. Wykazali, że w przeciwieństwie do tradycyjnego poglądu, odpychające interakcje między polimerami są wyłącznie odpowiedzialne za wzrost lepkości, ale jądrowy efekt kwantowy między cząsteczkami wody również ma do odegrania pewną rolę.
Jak tłumaczy szef badań, Sylvie Roke:
Jak dotąd nasze rozumienie naładowanych roztworów polimer-woda opierało się na teoriach, które traktowały samą wodę jako tło. Nasze badanie pokazuje, że interakcje woda-woda faktycznie odgrywają ważną rolę. To samo może dotyczyć również innych procesów fizycznych i chemicznych, które wpływają na biologię.
