Изменение когезионных и адгезионных характеристик воды как результат электромагнитного воздействия

Вода – важнейший компонент, определяющий структуру и свойства бесчисленного множества элементов живой и неживой природы. Способность откликаться даже на самые незначительные внешние воздействия делают ее уникальным объектом для изучения. Нами изучено влияние низкоинтенсивного электромагнитного поля радиочастотного диапазона (f = 100–200 МГц) на физикохимические свойства деионизованной воды, зависящие от межмолекулярного взаимодействия: теплоту и скорость испарения, работу когезии, адгезии и др. Показано, что облученная вода при атмосферном давлении закипает при более высокой температуре (Tкип = 102,0 °С), теплота испарения облученной воды превышает теплоту испарения необлученной на 6,5%. Облученная вода при температуре 22 °С испаряется медленнее, чем необлученная и характеризуется более высокими значениями поверхностного натяжения, работы когезии и краевого угла смачивания. При этом значения краевых углов смачивания поверхности полистирола для облученной воды увеличились на 19–23% относительно показателей необлученной. Эффективность полевого воздействия зависит от частоты и времени экспозиции. Максимальные изменения наблюдались при воздействии поля частотами 130 и 180 МГц в течение 1–3 ч. Дальнейшее увеличение продолжительности облучения оказалось нерезультативно. Свойства облученной воды сохранялись весь период наблюдения. Показано, что усиление когезионного взаимодействия снижает адгезию облученной воды к поверхности полистирола, уменьшая ее смачивающую способность. Минимальная адгезия воды с твердой поверхностью наблюдалась в случае воды, облученной полем частотой 130 МГц. Коэффициенты растекания, определяемые как разность работы адгезии и когезии, имеют отрицательные значения, что свидетельствует об отсутствии растекания воды по поверхности полистирола. Полученные экспериментальные данные позволяют с достаточной степенью вероятности говорить об упрочнении надмолекулярной организации воды, а также об усилении межмолекулярного взаимодействия в водной среде под воздействием электромагнитного поля. Усиление когезии может приводить к изменению сольватации растворенных в воде молекул и ионов, а также к нарушению их транспорта через биологические мембраны, что влияет на функционирование отдельных клеток и жизнедеятельность организма в целом.

электромагнитное поле, частота, теплота испарения воды, поверхностное натяжение воды, когезия, краевой угол смачивания

1. Ачкасова Ю.Н. Избирательная чувствительность бактерий к инфранизкочастотным магнитным полям. В кн.: Электромагнитные поля в биосфере. Т. 2. Биологическое действие электромагнитных полей. М.: Наука, 1984. С. 72–73.

2. Макеев В.Б., Темурьянц Н.А., Владимирский Б.М., Тишкина О.Г. Физиологически активные инфранизкочастотные магнитные поля. В кн.: Электромагнитные поля в биосфере. Т. 2. Биологическое действие электромагнитных полей. М.: Наука, 1984. С. 62–72.

3. Новиков В.В., Шейман И.М., Лисицын А.С., Клюбин А.В., Фесенко Е.Е. Зависимость влияния слабых комбинированных низкочастотных переменных и постоянных магнитных полей на интенсивность бесполого размножения планарий Dugesia tigrina от величины переменного поля // Биофизика. 2002. Т. 47. N 3. С. 566–567.

4. Новиков В.В., Шейман И.М., Фесенко Е.Е. Влияние слабых и сверхслабых магнитных полей на интенсивность бесполого размножения планарий Dugesia tigrina // Биофизика. 2002. Т. 47. N 1. С. 125–129.

5. Лященко А.К. Структура воды, миллиметровые волны и их первичная мишень в биологических объектах // Биомедицинская радиоэлектроника. 2007. N 8-9. C. 62–76.

6. Mikhailova O.P., Stas I.E., Shipunov B.P. The influence of a high-frequency electromagnetic field on the adsorption ability of ionogenic surfaceactive substances // Russian Journal of Physical Chemistry A. 2010. Vol. 84. No. 12. P. 2128–2132. DOI: 10.1134/S0036024410120216

7. Stas I.E., Ivonina T.S., Shipunov B.P. Identification nonthermal component influence of highfrequency electromagnetic field for speed electrode process // Electroanalysis. 2005. Vol. 17. No. 5. P. 794–797.

8. Чиркова В.Ю., Стась И.Е., Бессонова А.П. Изменение поверхностного натяжения воды и водных растворов бутанола в результате воздействия электромагнитного поля // Известия АлтГУ. 2012. N 3-2 (75). С. 150–153.

9. Чиркова В.Ю., Стась И.Е. Увеличение поверхностного натяжения и теплоты испарения воды как результат воздействия высокочастотного электромагнитного поля // Известия АлтГУ. 2014. N 3-2 (83). С. 187–191. DOI: 10.14258/izvasu(2014)3.2-33

10. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии; 2-е изд., перераб. и доп. М.: Химия, 1975. 512 с.

11. Плевачук В.Г., Вертячих И.М., Гольдаде В.А., Пинчук Л.С. Влияние заряда полимерного электрета на растекание жидкости // Высокомолекулярные соединения. Серия А.1995. Т. 37. N 10. С. 1728–1731.

12. Стась И.Е., Репейкова Л.Ю. Физико-химические закономерности эволюции коллоидных наносистем в жидкой дисперсионной среде под влиянием электромагнитных полей: монография. Барнаул: Изд-во Алтайского государственного университета, 2013. 100 с.

13. Стась И.Е., Чиркова В.Ю., Штоббе И.А. Физико-химические процессы в электромагнитном поле ультравысоких частот: монография. Барнаул: Изд-во Алтайского государственного университета, 2015. 101 с.

14. Стась И.Е., Чиркова В.Ю., Штоббе И.А. Электропроводность воды, разбавленных водных растворов хлоридов щелочных металлов и спиртов и ее изменение в результате воздействия электромагнитного поля // Вестник КарГУ. Серия Химия. 2018. N 2 (90). С. 71–80.