Znanstveniki z univerze v Bristolu v Veliki Britaniji in univerze v Tokiu na Japonskem so razložili nepravilne lastnosti vode, ki jo kaže, ko se ohladi in zmrzne. Za to so raziskovalci z uporabo računalniškega modeliranja spremenili strukturo molekule H2O in jo obdarili z novimi lastnostmi. O tem poroča Science Alert.
Po navadi tekočine postanejo gostejše, ko se njihova temperatura zniža, vendar voda doseže največjo gostoto pri štirih stopinjah Celzija. Pod to točko se gostota spet zmanjša, zaradi česar led plava na površini vodnih teles. Poleg tega ima voda visoko površinsko napetost, pri čemer tekoča oblika živega srebra ima visoko vrelišče in je dobro topilo.
Takšne fizikalne značilnosti je razloženo s prisotnostjo vodikovih vezi, ki nastajajo med molekulami vode. Slednji so med seboj povezani in tvorijo tetraeder (trikotna piramida).
Znanstveniki so s pomočjo superračunalnika ustvarili različne modele molekularne strukture vode. Za to so spreminjali parameter λ, imenovan Stillinger-Weberjev potencial, ki se uporablja za opis fizikalnih lastnosti snovi s tetraedrsko razporeditvijo molekul. Raziskovalci so spremljali, kako spremembe potenciala vplivajo na gostoto snovi in število kemičnih vezi med atomi (model dveh držav). To je omogočilo izračun, pri katerih vrednostih λ se kažejo nepravilne lastnosti vode.
Izkazalo se je, da s povečanjem Stillinger-Weberjevega potenciala nepravilne lastnosti vode, povezane z gostoto, postanejo šibkejše. Posledično se največja gostota premakne proti faznemu prehodu tekočina-led in trdna oblika vode izgubi vzgon. Ko se λ zmanjšuje, oslabijo tudi lastnosti, predvidene z modelom dveh držav.