지구 표면적 중 70%를 차지하는 물은 인간을 포함한 모든 생물에 필수 자원이다. UC버클리 화학 교수인 리처드 세이칼리(RICHARD SAYKALLY)가 이런 물에 대한 과학적 지식을 해설해 눈길을 끈다.
첫 번째는 액체 물은 2종류라는 것. 수증기를 극저온 기판에 응결시키는 것 등이 일반 물과는 달리 점도가 높고 결정에 가깝지만 액체 고유 확산 현상을 실시하는 비정질 얼음이 생성된다. 물이 이렇게 2종류 분자 구조를 갖고 가는 게 실험으로 관찰되고 있지만 생성 과정에 대한 논의가 이뤄지고 있다.
두 번째는 얼음은 몇 가지가 있다는 것. 최신 정보는 얼음 결정 시스템에는 17가지 형태가 있는 것으로 알려져 있다. 하지만 이들 중 15종류 실험에 의해 얻어진 것으로 자연에 존재하는 얼음 결정은 일반 얼음Ih상과 상층 대기 중에 존재할 수 있는 얼음Ic상 2종류다. 실험실에서 얼음을 생성할 때 압력을 가하면 최밀 한계에 도달할 때까지 저밀도 고체 형태가 다양한 구조에 붕괴될 가능성이 있으며 이에 따라 15종류 크리스털 얼음이 생성된다고 한다.
다음은 물은 어떻게 증발하는지. 액체 물 증발 속도는 기후 모델링 불확실성 문제 중 하나라고 한다. 증발 속도는 분자간 충돌 속도에 증발계수라는 계수를 곱해 표시되지만 증발계수 값은 수십 년 동안 연구에서 크게 변화하고 정확한 수치는 알 수 없다. 따라서 물이 어떻게 증발하는지에 대한 정확한 메커니즘은 완전히 분석되지 않았다.
다음은 액체 물은 산성인지 염기성인지. 개별 방울은 부정 청구대로 움직이기 때문에 방울 표면에 부정적인 수산화물 이온이 축적하고 있는 증거라고 오랫동안 생각되어 왔다. 하지만 최근 실험에선 수소 이온이 물에 위탁해 염기성 부정 청구한 게 아니라 산성량으로 대전된 표면을 생성하게 된다는 것. 다양한 요인이 겹치는데 어느 쪽이라고도 말할 수 없다고 한다.
마지막은 나노 크기 공간에 갇힌 물 성질. 1나노미터 정도 크기 소수성 공간에 물을 가져오면 물 분자가 비지방화와 물, 얼음 상태 경계가 불분명해지는 현상이 나타난다. 일반 물과는 현저하게 다른 이 상태는 생물 세포에서 지질 구조까지 모두에 영향을 미칠 수 있지만 이 특성은 여전히 애매하고 앞으로 더 많은 연구를 할 필요가 있다고 한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.