Поверхностное натяжение наглядно проявляется в том, что жидкость всегда стремится иметь наименьшую поверхность и поэтому в состоянии невесомости капли принимают форму шара. И чем меньше поверхностное натяжение жидкости, тем меньше эта жидкость препятствует увеличению ее поверхности. А чтобы увеличить поверхность жидкости, необходимо совершить определенную работу, чтобы вывести из глубины жидкости на ее увеличивающуюся поверхность дополнительные молекулы. А поэтому поверхностное натяжение можно выражать не только в единицах силы на единицу длины поверхности, но и в единицах энергии на единицу площади поверхности, что будет означать какую энергию следует затратить, чтобы увеличить поверхность жидкости на 1 см2.
Так мы в общих чертах познакомились с таким явлением как поверхностное натяжение жидкостей. Мы видим, что оно прежде всего обусловлено имеющимися в жидкости водородными связями. И таким образом, по величине этого натяжения мы можем теперь судить, хотя и косвенно, о величине водородных связей в той же воде. А измеряется поверхностное натяжение просто и легко. Поэтому в дальнейшем, когда речь будет идти о величине поверхностного натяжения, мы можем считать, что речь идет о водородных связях, а именно они нас в данный момент и интересуют.
В книге Кристофера Бёрда 'Загадки Земли', главу из которой под названием 'Живая вода' опубликовал журнал Свет (1990, № 6), мы найдем много информации о странном поведении воды, и в том числе и о влиянии величины поверхностного натяжения воды на здоровье человека. Не имея возможности познакомить читателей с полным текстом этой главы, я процитирую ее лишь небольшими отрывками.
Свойства воды столь странны и таинственны, что каждый день мы узнаем что-то новое о ее поведении и вписываем в историю науки необычайные сюжеты.
Заинтригованный древними преданиями о ключах с живой водой в местечке Хунзакут (на территории нынешнего Пакистана — прим. Н. Д.), румынский естествоиспытатель Генри Коанда в тридцатые годы предпринял ряд поездок к источникам. Как эксперт по водным ресурсам, он пытался разгадать секрет того, почему вода обладает активностью и исцеляет разные недуги. Целебные свойства воды он прежде всего связал с молекулярной ее структурой, считая, что даже в двух источниках мало общего по составу.
Во время своих путешествий в Грузию, Перу, предгорья Тибета он нашел прямую связь между качеством питьевой воды и продолжительностью жизни больших групп населения. Правда, Конда еще не в состоянии объяснить, почему ледовая вода удлиняет человеческий век. После того как ему пришлось вернуться на родину в роли президента Академии наук Румынии, он перепоручил исследования своему молодому помощнику Патрику Фланагану из той же лаборатории в Коннектикуте. И не ошибся: способный Фланаган был назван журналом Лайф в списке десяти лучших ученых США. Я знаю, что только вы сможете разгадать секрет Хунзакута, — напутствовал его Коанда.
Фланаган увлекся разгадкой этой тайны до такой степени, что все свое время проводил в глуши. И вырывался в города, чтобы подзаработать тысячу-другую долларов чтением лекций о тантризме, тибетской медицине. (Тантризм — направление в буддизме и индуизме. Для тантризма характерен этический и социальный нигилизм. Получил распространение в Японии, Непале, Китае и особенно в Тибете. Нигилизм — отрицание общепринятых ценностей: идеалов, моральных норм, культуры, общественных форм жизни — прим ред.).
Фланагану интересно было узнать как ведут себя заряженные частицы, не встречающиеся в живых клетках. По его предложению синтезировали искусственные материалы класса детергентов (принятое в зарубежной литературе название синтетических моющих средств — прим Н. Д.). Эти поверхностно-активные вещества, как известно, обладают дипольностью: один плюс притягивает воду (гидрофильный), другой — ее отталкивает (гидрофобный). Иначе говоря, гидрофобный полюс дружествен к липидам. Такая структура позволяет хорошо вымывать грязь и жиры из тканей одежды. Вторая сила, которая создает длинные комплексы, — это водородные связи. Благодаря им смачиваются стенки сосуда, растворяются порошки.
Здесь я прерву цитирование, чтобы сделать некоторые замечания и пояснения. Во-первых, в этой цитате мы встречаемся с понятием водородные связи, да еще и с предлогом благодаря, отчего наше почтение к этим связям должно только возрасти. Во-вторых, мне кажется, что, прочитав эту цитату, можно сделать вывод, что и сама стирка упрощается тоже благодаря водородным связям, ведь в тексте цитаты так и сказано, что вторая сила, которая создает длинные комплексы, — это водородные связи. Я не имею возможности остановиться более подробно на механизме действия поверхностно-активных веществ, но сама суть их сводится к уменьшению поверхностного натяжения жидкости, что однозначно можно рассматривать как ослабление водородных связей в этой жидкости.
Например, если на поверхности воды плавает легкий не смачиваемый ею предмет, и если поблизости к нему прикоснуться к поверхности воды куском сахара, то плавающий предмет притянется к сахару вследствие того, что подсахаренная вода имеет более высокое поверхностное натяжение, чем чистая. А если вместо сахара прикоснуться к воде куском мыла, то плавоющий предмет уплывет от него, ток кок мыло понижает поверхностное натяжение воды, то есть мыло и есть то поверхностно-активно вещество, которое ослабляет водородные связи в воде. И все остальные моющие вещества (жидкие и порошкообразные) тоже в первую очередь ослабляют водородные связи в воде. Среди всех химикатов используемых нами в быту, моющие средства занимают первое место Как видим, моющие средства прежде всего должны снижать поверхностное натяжение чистой воды — только благодаря этому моющая жидкость может проникать в мелкие поры очищаемого материала.
Точно так же питьевая вода с пониженным поверхностным натяжением (что равнозначно — с ослабленными водородными связями, легко усваивается нашим организмом.
А теперь я продолжу цитирование отдельных отрывков, связанны по смысловому содержанию, из главы Живая вода книги Кристофер Бёрда 'Загадки Земли'.
...Фланаган с успехом подобрал кристаллы всех сортов и воспроизвел эффекты натяжения водных поверхностей, которые, как оказалось, были известны древним тибетским физикам. Тысячелетиями в Гималаях врачи предлагали пациентам микстуры с дозированными по видам болезней жидкими кристаллами.
И все-таки не было ответа на вопрос: где кристаллы берут энергию, необходимую для поверхностного натяжения воды? Существовало предположение, частично вынесенное из тибетских источников, о том, что резонаторами космической энергии являются сверхновые звезды, испускающие импульсы и другие пространственные воздействия.
Здесь я снова прерву цитирование и попытаюсь пояснить читателям в чем же заключается смысл вопроса где кристаллы берут энергию, необходимую для поверхностного натяжения воды?. Чуть выше уже говорилось, что по предложению Фланагана были синтезированы вещества класса детергентов, с помощью которых он по сути понижал поверхностное натяжение жидкостей (т. е. ослаблял водородные связи) и оказывается, что нечто подобное производили и древние тибетские физики (если таковые были в то время). А мы уже знаем, что поверхностное натяжение стремится уменьшить площадь поверхности жидкости, а поэтому, чтобы увеличить эту поверхность при неизменном поверхностном натяжении, мы должны затратить определенную энергию. Снижение же поверхностного натяжения равноценно по своему результату (увеличению поверхности жидкости) затрате некоторого количества энергии, чего на самом деле не происходит. Это можно сравнить с перемещением груза на санях в разное время года. Летом для перевозки на санях единицы груза придется затратить намного больше энергии, чем зимой, так как разная при этом будет сила трения полозьев о поверхность. Точно так же обстоят дела и при использовании поверхностно- активных веществ — они уменьшают водородные связи между молекулами воды и поверхность последней при этом увенчивается. Но тибетские физики (или только Фланаган) полагали, что снижение поверхностного натяжения происходило в результате затраты некоей энергии, поэтому они и ставили такой вопрос — откуда берется эта энергия. Ответ был так же прост, как и бездоказателен — энергию поставляют сверхновые звезды. Мне кажется, что всем давно уже должно быть ясно, что все мы живем за счет энергии одного лишь Солнца. А от сверхновых звезд к нам приходит столько энергии, что в лучшем случае благодаря этому они сами на некоторое время становятся видимыми, а поэтому вряд ли такое количество энергии может как-то повлиять на поверхностное натяжение жидкостей.
