Главная » Новости, Физика питьевой воды » РОЛЬ СТРУКТУРЫ ВОДЫ В ИЗМЕНЕНИИ СВОЙСТВ НЕЖИВЫХ СИСТЕМ И СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

РОЛЬ СТРУКТУРЫ ВОДЫ В ИЗМЕНЕНИИ СВОЙСТВ НЕЖИВЫХ СИСТЕМ И СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Сидоренко Г.Н.1, Лаптев Б.И.1,  Горленко Н.П.3,  Антошкин Л.В.4

1Nove tehnologije d.o.o, Ljubljana,  1000, Slovenia

3Томский государственный архитектурно-строительный университет, г. Томск, 634050, Россия

4Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, г. Томск, 634055, Россия

Аннотация. С использованием комплекса методов исследования (динамическое светорассеяние, лазерная интерференция, электрофизические методы исследования, рН-метрия, атомно-силовая микроскопия, УФ-спектроскопия, спектроскопия ЭПР и др.) показано, что что жидкая вода имеет структуру, которая зависит от соотношения свободных и ассоциированных, например, в кластеры, гидратные и другие структурные образования молекул воды. Структура воды изменяется при различных воздействиях, включающим изменении температуры, концентрации растворов, их состава, рН, материала пристеночного слоя, действие магнитного поля и т.д. Воздействия, изменяющие структуру воды, приводят к значительным изменениям свойств неживых систем и состояния организма. При затворении строительных смесей водой, обработанной магнитным полем, увеличивается прочность цементного камня и бетона. При приеме обработанной магнитным полем минеральной воды и при одновременном воздействии на организм магнитного поля и лечебной грязи улучшаются восстановительные процессы в организме. Дальнейшие исследования влияния влияния различных факторов на структуру воды и обусловленные этим изменения свойств неживых систем и состояние организмов являются актуальными в биологии, медицине и других областях науки и техники.

Ключевые слова: структура воды, кластеры воды, электрическая емкость, резонанс, цементные системы, минеральная вода, лечебная грязь, магнитное поле, организм, адаптация.

У жидкой воды тоже есть структура

Известно, что молекула воды, состоящая из атома кислорода и двух атомов водорода, имеет смещение центров положительного и отрицательного зарядов относительно друг друга. Вследствие этого атомы водорода молекулы воды могут образовывать водородные связи с атомами кислорода соседних молекул воды (рис.1).

РОЛЬ СТРУКТУРЫ ВОДЫ  В ИЗМЕНЕНИИ СВОЙСТВ НЕЖИВЫХ СИСТЕМ И СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯРис.1. Модель молекулы воды и схема образования водородных связей (штрих) с соседними молекулами (цит. по [ 1]).

Современный взгляд на структуру воды в жидком состоянии заключается в том, что в ней существует лабильная, структурно и динамически неоднородная трехмерная сетка, образованная молекулами воды, соединенными водородными связями [2]. Среднее время жизни водородныхсвязей составляет ~10-12 с. Наличие водородных связей приводит к тому, что в воде и ее растворах происходит непрерывное образование и разрушение ассоциатов молекул воды [3-5]. Ассоциат минимального размера – кластер состоит из 6 молекул воды [6]. На рис.2 приведена фотография этого кластера, полученная в 2007 году с помощью сканирующего туннельного микроскопа. Размер кластера в поперечнике — около 1 нм. РОЛЬ СТРУКТУРЫ ВОДЫ  В ИЗМЕНЕНИИ СВОЙСТВ НЕЖИВЫХ СИСТЕМ И СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Рис.2. Фотография кластера воды минимального размера (цит. по [6]).

С использованием комплекса физико-химических методов (динамическое светорассеяние, микроэлектрофорез, кондуктометрия, тензиометрия, рН-метрия, диэлькометрия, поляриметрия, атомно-силовая микроскопия, УФ-спектроскопия, спектроскопия ЭПР) показано, что в высокоразбавленных водных растворах присутствуют наноразмерные молекулярные ассоциаты с размерами до 400 нм, названные наноассоциатами [7]. С использованием метода лазерной интерференции в ряде исследований обнаружены также кластеры с размерами от 10 мкм до 100 мкм (гигантские гетерофазные кластеры воды – ГГКВ), оценены их форма, динамика образования и разрушения [3-5]. Наличие больших кластеров не противоречит ранее полученным данным о существовании в воде нанометровых кластеров со временем релаксации 10-11 – 10-12 секунд [3]. С учетом малых длительностей жизни водородных связей и при постоянных термодинамических условиях, очевидно, можно говорить и о существовании усредненного структурного состояния воды. Распределенные в жидкой (континуальной) фазе ГГКВ образуются и разрушаются в течение 1–2 секунд [3,4], а размеры кластеров зависят от концентрации раствора [8], температуры, воздействия магнитного поля [9], рН [10] и других факторов. Так при обработке воды магнитным полем в ней происходит снижение содержания ГГКВ (в первую очередь крупных размеров) [9]. На рис. 3. показана фотография гигантских гетерофазных кластеров воды. Светлые области являются ГГКВ, имеют шарообразную форму и соединяются между собой серыми мостиками. ГГКВ появляются и исчезают, их пространственное расположение непрерывно меняется, что фиксируется цифровой видеосъемкой [4].

РОЛЬ СТРУКТУРЫ ВОДЫ  В ИЗМЕНЕНИИ СВОЙСТВ НЕЖИВЫХ СИСТЕМ И СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Рис. 3. Фотография гигантских гетерофазных кластеров воды (светлые области шарообразной формы). Размер изображения по горизонтали – 0,4 мм (цит. по [4]).

Может ли структура воды влиять на свойства неживых систем и состояние организмов? В настоящее время имеется большое число публикаций об изменении свойств воды при воздействии на нее различных факторов. При этом имеется относительно небольшое число работ, посвященных изучению связи между изменениями при различных воздействиях структуры воды, водосодержащих систем и их свойств. Так, например, в [11-13] показано, что структура воды играет ключевую роль в химических и биологических процессах, а исследования в этом направлении имеют фундаментальное значение. В ряде других исследований при различных воздействиях на воду наблюдали изменение свойств цементного камня, бетона [14], повышение урожайности растений и изменение их состава [15]. Однако, авторы этих работ наблюдаемые эффекты не оценивали как последствия изменений структуры воды.

Новые подходы к изучению структуры воды

Известно, что вода и водные системы имеют высокую чувствительность к внешним воздействиям, включая низкоэнергетические (информационные) воздействия [16], поэтому для их изучения необходимы неразрушающие методы исследования. Поскольку молекула воды имеет смещение центров положительного и отрицательного зарядов относительно друг друга, то она является выраженным диполем. В отсутствие электрического поля диполи (молекулы) воды ориентированы случайным образом, и суммарное электрическое поле, создаваемое ими, равно нулю. Если воду поместить в электрическое поле, то диполи начнут переориентироваться и ослабляют это электрическое поле. В высокочастотном электрическом поле диполи воды не успевают поворачиваться при изменении направления силовых линий этого поля, вследствие чего уменьшается реактивный ток через воду и, соответственно, ее электрическая емкость. Эта зависимость подвижности диполей воды от частоты тока и была использована рядом исследователей для оценки структуры воды и водосодержащих систем. Следует отметить, что не связанные между собой диполи имеют максимальную подвижность. Подвижность же связанных между собой диполей определяется характером этих связей, то есть особенностями структурных образований в воде и водосодержащих системах, например, количеством диполей воды, организованных в кластеры и (или) в гидратные образования ионов [17]. В настоящее время известен способ оценки структуры воды и ее растворов [18] с использованием комплекта соленоидных катушек индуктивности (L-ячеек). Одним из недостатков этого этого способа является невозможность определения параметров воды и ее растворов в диапазоне частот ниже 10 кГц, тогда как практический интерес представляет оценка структуры воды диапазоне частот ниже 10 кГц. Для преодоления этого недостатка были разработаны измерительные ячейки и способ оценки структуры воды и водных растворов [19,20,21], позволяющий определять электрическую емкость растворов начиная от 100 Гц. Изучаемую жидкость помещают в одну измерительную ячейку, включающую емкость из диэлектрического материала с размещенными на ней обкладки конденсатора из немагнитного материала. Для увеличения чувствительности способа и в зависимости от решаемых задач, обкладки конденсатора измерительной ячейки располагают напротив друг друга на расстоянии 5 см и более (рис. 4а) или смещают относительно друг друга в параллельных плоскостях (рис. 4б), либо обкладки конденсатора располагают в одной плоскости, а жидкость в этом случае находится над обкладками конденсатора (рис. 4в). При этом, сигнал, подаваемый от генератора на измерительную ячейку, уменьшается пропорционально частоте реактивного тока.

РОЛЬ СТРУКТУРЫ ВОДЫ  В ИЗМЕНЕНИИ СВОЙСТВ НЕЖИВЫХ СИСТЕМ И СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Рис. 4. Схемы измерительных ячеек для оценки структуры воды и водосодержащих систем. а – исследуемый объект находится между обкладками конденсатора; б – обкладки конденсатора смещены относительно друг друга в параллельных плоскостях; в – обкладки конденсатора располагают в одной плоскости, а исследуемый объект находится над обкладками конденсатора: 1 – емкость, 2 – исследуемый объект, 3 – обкладки конденсатора, 4 – клеммы для подключения сигнала от генератора синусоидальных колебаний.

Благодаря использованию указанного выше расположения обкладок конденсатора и сверхмалых плотностей токов (10–100 нА/см2) в широком диапазоне частот от 100 Гц до 3 мГц, после различных воздействий удалось выявить многократные и воспроизводимые изменения величины реактивного тока через измерительные ячейки, электрической емкости воды и водных растворов, что свидетельствовало об изменениях в их структуре.

Оценка изменений структуры воды при изменении температуры и концентрации растворов

Ниже приведены данные, полученные с использованием измерительной ячейки, показанной на рис. 4б [17]. Показано, что при температуре 20оС с увеличением частоты реактивного тока от 1 до 100 кГц электрическая емкость дистиллированной воды многократно (до 7% от исходного уровня, Р<0,001) снижается (рис. 5а) и практически не изменяется при дальнейшем повышении частоты до 3000 кГц. Следует отметить, что уже при частоте 3 кГц емкость снижается до 42% по сравнению с частотой 1 кГц (Р<0,001). При повышении же концентрации водного раствора NaCl происходит последовательное увеличение электрической емкости сначала на низких, а затем и на более высоких частотах (рис. 5б).

РОЛЬ СТРУКТУРЫ ВОДЫ  В ИЗМЕНЕНИИ СВОЙСТВ НЕЖИВЫХ СИСТЕМ И СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Рис. 5. а – зависимость электрической ёмкости дистиллированной воды и водных растворов (С, пФ) от частоты реактивного тока (f, кГц): 1–дистиллированная вода, 2, 3, 4, 5, 6 и 7– растворы соли хлорида натрия в концентрациях 1.10-6 М, 1.10-5 М, 1.10-4 М, 1.10-3 М, 1.10-2 М и 1.10-1 М соответственно; б – относительное изменение электрической ёмкости при различных частотах реактивного тока и концентрациях раствора NaCl: 1 – 1.10-6 М раствор по сравнению с дистиллированной водой; 2 – 1.10-5М раствор по сравнению с 1.10-6 М раствором; 3 – 1.10-4 М раствор по сравнению с 1.10-5 М раствором; 4 – 1.10-3 М раствор по сравнению с 1.10-4М раствором; 5 – 1.10-2 М раствор по сравнению с 1.10-3М раствором, 6 – 1.10-1 М раствор по сравнению с 1.10-2М раствором. По оси абсцисс – частота реактивного тока (f, кГц), по оси ординат – электрическая емкость жидкости (С, пФ).

Принимая во внимание данные литературы и полученные результаты [3,4,17], можно предположить, что в дистиллированной воде её молекулы достаточно прочно связаны между собой в ассоциаты. Это значительно снижает подвижность диполей воды при повышении частоты реактивного тока более 1 кГц. Повышение, по сравнению с дистиллированной водой, электрической емкости водного раствора NaCl происходит вследствие увеличения количества диполей, совершающих колебательные движения при частотах 1 – 3000 кГц, что свидетельствует об изменении структуры воды. Возможно, что динамика электрической емкости при повышении концентрации растворов NaCl отражает: • изменения в структуре ассоциатов молекул воды, в частности, в соотношениях размеров и количества кластеров; • увеличение количества свободных диполей, имеющих максимальную подвижность; • особенности процессов гидратации ионов; • динамику взаимодействия между ассоциатами молекул воды и гидратными образованиями. Эти предположения частично подтверждаются данными работы [8], в которой показано, что размеры кластеров воды уменьшаются при повышении концентрации растворов уже от 10-5 М. Теоретический и практический интерес представляла оценка изменений электрической емкости воды и ее растворов при различных температурах. На рис. 6 показана зависимость электрической емкости дистиллированной воды (а) и 1.10-4 М раствора хлорида натрия (б) от частоты реактивного тока при температуре 25оС и 70оС [21,22].

РОЛЬ СТРУКТУРЫ ВОДЫ  В ИЗМЕНЕНИИ СВОЙСТВ НЕЖИВЫХ СИСТЕМ И СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Рис. 6. Зависимость электрической емкости (С, пФ) дистиллированной воды (а) и 1.10-4 М раствора хлорида натрия (б) от частоты реактивного тока (f, кГц) при температуре 25оС и 70оС. 1 и 2 – дистиллированная вода при температуре 25оС и 70оС соответственно, 3 и 4 – 1.10-4 М раствор хлорида натрия при температуре 25оС и 70оС соответственно. По оси абсцисс – частота реактивного тока, по оси ординат – электрическая емкость жидкости.

Оказалось, что при температуре 70оС, по сравнению с 25оС, электрическая емкость дистиллированной воды возрастает при частотах реактивного тока от 0,1 кГц до 10 кГц (P<0,001). В опытах с 1.10-4 М раствора хлорида натрия при температуре 70оС электрическая емкость раствора повышается во всем частотном диапазоне (P<0,001). Повышение электрической емкости жидкостей свидетельствует об увеличении подвижности диполей воды. На рис. 7 показаны относительные изменения электрической ёмкости жидкостей дистиллированной воды и раствора хлорида натрия при изменении температуры и на различных частотах реактивного тока.

РОЛЬ СТРУКТУРЫ ВОДЫ  В ИЗМЕНЕНИИ СВОЙСТВ НЕЖИВЫХ СИСТЕМ И СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Рис. 7. Относительные изменения электрической ёмкости (С, пФ) жидкостей при различных частотах реактивного тока (f, кГц). 1 – дистиллированная вода при 70оС по сравнению с 25оС . 2 – 1.10-4 М раствора хлорида натрия при 70оС по сравнению с 25оС. По оси абсцисс – частота реактивного тока, по оси ординат – электрическая емкость жидкости.

Обе кривые имеют по одному локальному максимуму. При этом на кривой относительного изменения электрической ёмкости дистиллированной воды локальный максимум наблюдается при частоте реактивного тока 1 кГц, а на кривой относительного изменения электрической ёмкости 1.10-4 М раствора хлорида натрия локальный максимум отмечается при большей частоте реактивного тока – 30 кГц. Как отмечалось выше, в воде и ее растворах диполи воды либо слабо связаны между собой, либо ассоциированы, например, в кластеры, гидратные образования ионов [3,4]. При воздействии внешнего переменного электрического поля диполи воды поворачиваются, преодолевая силы внутреннего трения (вязкость). При повышении же температуры воды и ее растворов [3,8], а также при повышении концентрации NaCl от 10-5 М размеры кластеров воды уменьшаются [8]. Учитывая это, можно предположить, что при нагревании дистиллированной воды и 1.10-4 М водного раствора хлорида натрия размеры кластеров уменьшаются и возрастает количество несвязанных между собой диполей воды, вследствие чего увеличивается подвижность диполей и, соответственно, электрическая емкость жидкостей. Смещение же максимума на кривой относительного изменения электрической емкости 1.10-4 М раствора хлорида натрия, по сравнению с кривой относительного изменения электрической емкости дистиллированной воды, в область более высокой частоты (30 кГц), по-видимому, свидетельствует о том, что при нагревании раствора разрушаются уже более мелкие кластеры, что и сопровождается увеличением подвижности диполей на большей частоте. Определенный интерес представляет исследование динамики изменения температуры дистиллированной воды при ее нагревании или охлаждении. Так, на термограмме охлаждения высокоомной бидистиллированной воды при температурах 75,4 оС; 62,3 оС и 45,4оС имеются четко выраженные пики, свидетельствующие о структурных перестройках в воде [23]. В другом исследовании на кривой средних арифметических значений относительного время снижения и повышения температуры дистиллированной воды при температуре 32 оС, 39 оС и 42 оС также отмечаются локальные повышения (максимумы) [24], что может иметь существенное значение, в частности, для поддержания гомеостаза теплокровного организма.

Оценка изменений структуры водных растворов в пристеночных слоях

Влияние твердых поверхностей и их материала на электрические параметры водных растворов в пристеночных слоях оценивали в диапазоне частот реактивного тока от 1 до 3000 кГц (рис. 8) с использованием измерительной ячейки, показанной на рис. 4в [25,26].

РОЛЬ СТРУКТУРЫ ВОДЫ  В ИЗМЕНЕНИИ СВОЙСТВ НЕЖИВЫХ СИСТЕМ И СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Рис. 8. Зависимость электрической ёмкости (С, пФ) от высоты слоя (l, мкм) и концентрации водного раствора NaCl на частоте 3000 кГц. 1– 0,15 М раствор NaCl, 2 – 1M раствор NaCl. По оси абсцисс – высота слоя раствора, находящегося между стеклянными поверхностями (l, мкм), по оси ординат – электрическая емкость жидкости (C, пФ).

Установлено, что при уменьшении высоты слоя раствора, находящегося между стеклянными поверхностями, от 10000 мкм до 16 мкм электрическая емкость 0,15 М и 1М растворов NaCl на частотах 1000 и 3000 кГц и добротность колебательного контура на частотах 30 кГц, 100 кГц и 300 кГц многократно снижаются. При этом при большей концентрации раствора хлорида натрия эти параметры изменяются менее выражено. Таким образом, при приближении к твердой поверхности (то есть при отсутствии внешнего энергетического воздействия) в растворах, очевидно, увеличивается структурированность жидкостей, что проявляется в снижении подвижности диполей воды, приводящей, в свою очередь, к снижению электрической емкости растворов и добротности колебательного контура. Выраженность этих изменений в пограничном слое зависит от растворенного вещества, концентрации растворов, материала поверхности и проявляется уже на расстояниях менее 10000 мкм [26].

Оценка изменений структуры воды при действии магнитного поля

С учетом вышеизложенного оценивали также влияние магнитного поля на электрофизические параметры воды и водосодержащих систем. В работе [27] показано, что после обработки магнитным полем дистиллированной воды величина её электрической емкости при частотах реактивного тока 1-30 кГц снижается (рис. 9) на 5-8% (Р<0,001). Однако, величина добротности колебательного контура на резонансных частотах 30 кГц, 100 кГц и 300 кГц возрастает на 11%, 13% и 10% соответственно (Р<0,001 во всех случаях).

РОЛЬ СТРУКТУРЫ ВОДЫ  В ИЗМЕНЕНИИ СВОЙСТВ НЕЖИВЫХ СИСТЕМ И СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Рис. 9. Относительные изменения (в %) электрической емкости (С) дистиллированной воды после различных воздействий и при различных частотах реактивного тока (f, кГц). 1 – после обработки магнитным полем; 2 – после нагревания от 20оС до 60оС и последующего охлаждения до начальной температуры 20оС; По оси абсцисс – частота реактивного тока, по оси ординат – относительные изменения электрической емкости дистиллированной воды.

Уменьшение электрической емкости дистиллированной воды и повышение добротности колебательного контура после воздействия магнитным полем свидетельствует об изменении ее структуры. Это подтверждается также возрастанием значения рН от 5,27+0,02 до 5,43+0,02 (Р<0,001). Увеличение рН, очевидно, свидетельствует о возрастании числа водородных связей между молекулами воды [28]. При этом, известно, что при обработке воды магнитным полем в ней происходит снижение содержания в первую очередь кластеров крупных размеров) [9]. Приведенные выше данные позволяют предположить, что при обработке воды магнитным полем в ней наблюдается увеличение структурированности, происходящее за счет снижения количества крупных кластеров и увеличения количества более мелких кластеров и свободных диполей воды. Это проявляется в снижении подвижности диполей при действии не резонансных частот, в то время как при действии резонансных частот подвижность диполей возрастает.

Влияние изменений структуры воды на свойства неживых систем и состояние организмов Известно, что при обработке водопроводной воды магнитным полем, также как и дистиллированной воды, происходит повышение ее рН [27,28,29], что может свидетельствовать об образовании в воде новых водородных связей, то есть об изменении ее структуры. Это предположение подтверждается данными об изменении оптической плотности воды, полученными методами УФ-спектроскопии [28]. При использовании же воды, обработанной магнитным полем, в качестве жидкости затворения строительных смесей происходит изменение кинетики процессов структурообразования, процессов гидратации зерна вяжущего, изменение соотношения объемных концентраций твердых, жидких и газообразных фаз и увеличение скорости химического взаимодействия компонентов. В результате прочность цементного камня и бетона при сжатии значительно увеличивается [29]. После обработки магнитным полем минеральной воды «Карачинская» оказалось, что ее рН, также как и в опытах с дистиллированной и водопроводной водой, повышается [16], что, также свидетельствует об увеличении количества водородных связей в этой воде и, соответственно, об увеличении ее структурированности. Увеличение структурированности минеральной воды могло изменить ее биологическую активность. Для проверки этого предположения проведены сравнительные исследования терапевтической активности минеральной воды «Карачинская» до и после обработки магнитным полем. Оказалось, что после обработки магнитным полем терапевтическая активность минеральной воды «Карачинская» в эксперименте существенно повышается. С учетом этих результатов и проведенных клинических исследований рекомендовано принимать обработанную магнитным полем минеральную воду «Карачинская» для оздоровления, профилактики заболеваний, а также при лечении больных с заболеваниями желудочно-кишечного тракта [16]. Далее проведены исследования воздействия магнитного поля на такие водосодержащие системы как лечебные грязи – сапропели, а также комплексного воздействия магнитного поля и лечебных грязей на организм. При обосновании этого исследования принимали во внимание данные о связи между активностью каталазы сапропелей [16,30] и их терапевтической активностью. Оказалось, что после обработки магнитным полем сапропеля активность каталазы увеличивается на 35%. Активность каталазы повышается также после обработки магнитным полем лишь отжима сапропеля и даже водных растворов реактивов для определения активности этого фермента [16, 31]. С учетом этих данных, повышение активности фермента, очевидно, свидетельствует об изменении структуры воды в сапропеле, что может изменить биологическую активность лечебной грязи. Результаты экспериментов подтвердили сделанное выше предположение. Курсовое сочетанное воздействие сапропеля и неоднородного постоянного магнитного поля, по сравнению с действием только сапропеля, ускоряет восстановительные процессы в организме со сниженными компенсаторными возможностями. При этом происходит уменьшение степени напряжения регуляторных процессов организма, оцениваемой по отношению содержания в сыворотке крови 11-ОКС к инсулину. Положительные результаты экспериментов послужили основой для разработки способа лечения остеоартроза, осложненного реактивным синовитом [16]. * * * Таким образом, в настоящее время установлено, что жидкая вода имеет структуру, которая зависит от соотношения свободных и ассоциированных, например, в кластеры, гидратные и другие структурные образования молекул воды. Структура воды изменяется при различных воздействиях, включающим изменении температуры, концентрации растворов, их состава, рН, материала пристеночного слоя, действие магнитного поля и т.д. Различные воздействия на структуру воды приводят к значительным изменениям свойств неживых систем и состояния организма. Так, например, при затворении строительных смесей водой, обработанной магнитным полем, увеличивается прочность цементного камня и бетона. При использовании дегазированной воды и воды, обработанной магнитным полем, повышается урожайности растений, измененяется их состав [15]. При приеме обработанной магнитным полем минеральной воды и при одновременном воздействии магнитного поля и лечебной грязи улучшаются восстановительные процессы в организме. Совокупность полученных выше данных позволяет с новой точки зрения оценить роль структурных изменений в воде, в водных растворах, в неживых системах и в организмах. Так, по мнению ряда авторов, размеры и свойства гигантских гетерофазных кластеров воды (ГГКВ) подобны размерам и свойствам клеток организмов [3]. ГГКВ, как и клетки организмов, имеют «мембрану», трансмембранный потенциал (около 100 мв). При этом, в крупном кластере воды могут находиться более мелкие кластеры воды, подобно тому, как в клетке находятся митохондрии и другие органеллы. Кластеры могут взаимодействовать между собой и образовывать структуры [4], подобно структуре многоклеточных организмов. ГГКВ присутствуют в соке растений [9]. Так как человеческое тело на две трети состоит из воды, то полученные результаты в опытах с водой и водными системами, вероятно, можно экстраполировать и на живой организм. Так, возможно, что при своем образовании, росте и развитии клетки одноклеточных и многоклеточных организмов «используют» уже имеющуюся кластерную, «клеточную» структуру воды как структурную основу. С учетом вышеизложенного можно заключить, что дальнейшие исследования влияния влияния различных факторов на структуру воды и обусловленные этим изменения свойств неживых систем и состояние организмов являются актуальными в биологии, медицине [11,13,16,32] и других областях науки и техники. В целом сфера применения модификации структуры воды и водосодержащих систем для создания новых технологий в разных областях постоянно расширяется.

Литература

1. Штыков С.Н. Организованные среды– мир жидких систем // Природа. 2009. №7. С.12–20.

2. Маленков Г.Г. Структура и динамика жидкой воды // Журнал структурной химии. 2006. Т.47. (прил.). С. 5–35.

3. Гончарук, В.В., Смирнов, В.Н., Сыроешкин, А.В. и др. Кластеры и гигантские гетерофазные кластеры воды // Химия и технология воды. 2007. Т. 29. №1. С.3–17

4. Смирнов А.Н., Сыроешкин А.В. Супранадмолекулярные комплексы воды // Рос. хим. ж. 2004. Т.48. № 2. С.125–135.

5. Ho M-W. Large Supramolecular Water Clusters Caught on Camera — A Review //Water. 2013. Т.6. Р. 1–12.

6. Michaelides А., Morgenstern K. Ice nanoclusters at hydrophobic metal surfaces // Nature Materials. 2007. Т.6. P. 597 – 601.

7. Коновалов А.И. Образование наноразмерных молекулярных ансамблей в высокоразбавленных водных растворах // Вестник РАН. 2013.Т. 83, № 12. С. 1076–1082.

8. Баранов А.В, Петров В.И., Федоров А.В.и др. Влияние микропримесей NaCl на динамику кластерообразования в жидкой воде: спектроскопия низкочастотного комбинационного рассеяния //Письма в ЖЭТФ. 1993. T.57. В.6. C .356 – 359.

9. Гончарук, В.В., Орехова Е.А., Маляренко В.В. Влияние температуры на кластеры воды // Химия и технология воды. 2008. Т.30. N 2. С.150 – 158.

10. Сыроешкин А.В., Смирнов А.Н., Гончарук В.В. и др. Вода как гетерогенная структура //Электронный журнал «Исследовано в России». 2006. С.843 – 854. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2006/088.pdf.

11. Фаращук Н.Ф., Рахманин Ю.А. Вода — структурная основа адаптации. Москва: Смоленск, 2004. 151с.

12. Кордонская М.А., Кондаков А.М., Егоров В.В. Влияние структуры воды на скорость химических реакций. //Ветеринария, зоотехния и биотехнология. 2014. № 4. С. 43–45.

13. Рахманин Ю.А., Кондратов В.К. Вода – космическое явление. М.: РАЕН, РАМН; 2002. 427с.

14. Сафронов В.Н., Кугаевская С.А. Оптимизация свойств цементных композитов при различных технологических приемах подготовки цикловой магнитной активации воды затворения // Вестник ТГАСУ. 2014. № 1. С. 85–99.

15. Пасько О. А. Влияние предпосевной стимуляции семян огурца на урожайность // Аграрная наука. 2011. №8. С.20–22

16. Левицкий Е.Ф., Лаптев Б.И., Сидоренко Г.Н. Электромагнитные поля в курортологии и физиотерапии. Томск, 2000. 113 с.

17. Лаптев Б.И., Сидоренко Г. Н., Горленко Н. П. и др. Современные электрофизические методы исследований структуры воды и водных растворов // Вода и экология. Проблемы и решения. 2014. №3. С.21–32.

18. Семихина Л.П. Способ определения диэлектрических параметров воды и ее растворов в низкочастотной области с помощью l-ячейки // Патент RU № 2234102.

19. Лаптев Б.И., Антошкин, Сидоренко Г. Н. и др. Измерительная ячейка для оценки структуры воды и водных растворов // Заявка на патент № 2013130782/28. Решение о выдаче от 17.02.2017.

20. Лаптев Б.И., Антошкин, Сидоренко Г. Н. и др. Способ оценки структуры воды и водных растворов // Заявка на патент № 2013130182/28. Решение о выдаче от 17.02.2017.

21. Сидоренко Г.Н., Лаптев Б.И., Горленко Н.П. и др. Динамика структурной организации воды и водных растворов в диапазоне частот от 100 гц до 3 мгц // Водоочистка, водоподготовка, водоснабжение. 2016.№ 9. С. 38–43.

22. Лаптев Б.И., Сидоренко Г.Н., Горленко Н.П. и др. Оценка изменений структуры водных растворов в пристеночных слоях с использованием диэлектрометрии и резонансного методов // Вестник новых медицинских технологий. Электронный журнал. 2015. № 2. С. 2–9.

23. Кузнецов, Д.М. Смирнов А.Н., Сыроешкин А.В. Акустическая эмиссия при фазовых превращениях в водной среде // Рос. хим. журн. 2008. Т. LII. № 1. С. 114–121.

24. Сидоренко Г.Н., Лаптев Б.И., Горленко Н.П. и др. Возможности электрофизических методов исследования и термометрии для оценки структуры водосодержащих сред (растворов, растительных и животных объектов) // Вестник новых медицинских технологий. Электронный журнал. 2016. №2. 11С.

25. Лаптев Б.И., Сидоренко Г.Н., Горленко Н.П. и др. Оценка структуры воды и водных растворов при внешних воздействиях // Вестник новых медицинских технологий. 2015. № 2. С. 88–97.

26. Лаптев Б.И., Сидоренко Г.Н., Горленко Н.П. и др. Электрические свойства воды при внешних воздействиях. Водоочистка, водоподготовка, водоснабжение. 2014. № 9. С. 20–27.

27. Саркисов Ю.С., Горленко Н.П., Сафронов В.Н. и др. Температурные отклики воды и водных растворов на внешнее воздействие магнитным полем // Вестник Томского государственного университета. Химия. 2015. № 2. С. 20–29.

28. Горленко Н.П., В.Н. Сафронов В.Н., Абзаев Ю.А. и др. Магнитное поле как фактор управления свойствами и структурой цементных систем. часть 1. теоретические предпосылки влияния магнитного поля на физико-химические процессы //Вестник ТГАСУ. 2015. № 3. С.134–150.

29. Левицкий Е.Ф., Сидоренко Г.Н., Кузьменко Д.И. и др. Оценка биологического состояния сапропелей по их ферментативной активности // Вопр.курортол. физиотер. и ЛФК. 1995. N 6. с.36–38.

30. Сидоренко Г.Н. Влияние сапропелей с разными биологическими свойствами на динамику функционального состояния печени в эксперименте. Автореф. дисс. канд. биол.наук.Томск, 1997. 25 с.

31. Улащик В.С. Вода – ключевая молекула в действии лечебных физических факторов //Вопр. курортол. физиотер. и ЛФК. 2002. № 1. С. 3–9.

32. Сидоренко Г.Н., Коновалов А.И., Лаптев Б.И. и др. О роли структуры воды в механизме комплексного действия магнитного поля, природных лечебных факторов и высокоразбавленных растворов // Вестник новых медицинских технологий. 2017. № 1. С. 71–81.

 

 

 

 

Написать комментарий