Жизнь как форма организации воды: НАНО-ВОДА
Воейков В.Л.
Биологический факультет МГУ им М.В. Ломоносова
По своему химическому составу любой живой организм, любая его ткань более чем на 99% состоит из молекул воды, т.е. вода представляет собой основную химическую субстанцию живых систем. Но только сейчас стало приходить осознание, что ни морфологию живых организмов, ни биоэнергетику, обеспечивающую их жизнедеятельность и иммунитет, ни управление жизненными функциями – биорегуляцию, нельзя понять без учета особых структурно-энергетических свойств воды. Конечно, речь не идет о воде, «как таковой» – твердом, жидком или газообразном веществе, представленном молекулами Н2О. Молекулы воды в той субстанции, что лежит в основе любых живых клеток и межклеточной среды, служат кирпичиками, из которых строятся разнообразные ансамбли; многообразие их архитектуры и динамики определяется контактирующими с водой веществами. Верно и обратное – выстроенные из молекул воды «сооружения» определяют структуру и динамику биологически значимых молекул, особенно биополимеров – белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и их надмолекулярных комплексов, обеспечивая выполнение ими своих биологических функций.
Как, например, организована вода в крови? Во внеклеточном жидком матриксе – плазме содержание воды составляет около 3 литров, а площадь поверхности только эритроцитов достигает 5000 м2. Тогда даже без учета площади поверхности всех других форменных элементов крови и белков плазмы, которые также адсорбируют воду, толщина слоя воды на поверхности эритроцитов не может превышать 0,6 мкм. А если принять во внимание все другие поверхности, которые могут ассоциировать воду в крови, то окажется, что чуть ли не вся вода в крови представлена той, что прилегает к поверхности биополимеров. Пограничные участки биополимеров, как правило, несут полярные группировки, которые электрически поляризуют и воду, а поскольку молекулы воды представляют собой постоянные диполи. Из молекул Н2О выстраиваются многослойные поляризованные водные структуры, кардинально отличающиеся по своим свойствам от объемной жидкой воды и льда. Эту водную фазу называют «пограничной» (interfacial) водой. Именно пограничная, поляризованная вода лежит в основе не только морфологии живых систем, но и всей жизнедеятельности.
Жизненный процесс немыслим без энергетики. Все живые организмы получают энергию из реакций окисления-восстановления – переноса электронов от вещества, сравнительно слабо его удерживающего, к веществу, которое удерживает его прочнее. Наибольшее количество энергии дают реакции, в которых электроны от окисляемого вещества непосредственно или через цепочку посредников передаются кислороду. Поэтому подавляющее большинство живых организмов извлекает энергию из аэробного дыхания. Ключевая роль воды в окислении кислородом горючих веществ была открыта еще в конце 18 века, когда было установлено, что вода служит посредником (катализатором) процессов горения. Уже тогда утверждалось, что атомы кислорода, окисляющие горючие тела, отнимаются у молекул воды, а освобождающиеся при этом атомы водорода восстанавливают молекулы газообразного кислорода. При этом происходит регенерация использованных молекул воды. Это открытие опередило свое время почти на 2 столетия, и было прочно забыто. Только в самые последние годы появились его подтверждения. Так, антитела (молекулы, отвечающие за иммунитет), всегда присутствующие в крови человека и животных, способствуют непосредственному окислению кислородом молекул воды, т.е., фактически, ее горению. Промежуточным продуктом этой удивительной реакции является перекись водорода, которая быстро разлагается в крови вновь до кислорода и воды. Этот процесс не только противоречит нашим обыденным представлениями о том, что вода не может гореть, но и на первый взгляд выглядит бессмысленным, так как его конечными продуктами являются те же вещества, что вступили в реакцию. В действительности, главным продуктом такого процесса служит освобождающаяся в ходе его энергия, которая в этом случае может использоваться, например, для реализации иммунных реакций. «Горение» воды, катализируемое антителами, – лишь частный случай строго контролируемых и непрерывно протекающих в живых организмах процессов горения с участием организованной воды.
Открытия, касающиеся роли и участия воды в процессах горения, сделанные и в конце 18 века и в начале 21 века, отнюдь не противоречат нашим знаниям о свойствах «обычной» воды, которая не только не горит, а напротив, тушит пламя. По-видимому, «гореть», т.е. окисляться кислородом может лишь особым образом организованная, структурированная вода, отличающаяся от обычной не меньше, чем легко горящая древесина отличается от мелких древесных опилок. Действительно, роль антител – крупных белковых молекул сводится к тому, что они так организуют молекулы воды в пространстве, что одни молекулы Н2О служат катализируют реакции между другими молекулами Н2О и молекулами кислорода.
Антитела – далеко не единственные организаторы воды, придающие ей свойства и катализатора, и реагента в производящих энергию реакциях окисления-восстановления. Появляется все больше свидетельств, что такую же роль могут играть многие другие молекулы и их ассоциаты – надмолекулярные комплексы, и частицы субмикроскопических размеров, суспендированные в воде. Но чтобы подобные водные системы производили энергию и трансформировали ее из одной формы в другую, требуется, чтобы эти частицы имели субмикроскопические размеры, т.е. представляли собой наночастицы, а их поверхность поляризовала бы воду оптимальным образом. Такую роль могут играть не только твердые частицы, но и газовые нанопузырьки, всегда присутствующие в воде, содержащей растворенные газы. Кроме того, чтобы такая водная система «заработала», требуется, чтобы она получила внешнее воздействие, которое должно обеспечить определенную исходную организацию частиц относительно друг друга и дать системе первоначальный импульс. Это могут быть и механические воздействия, например, интенсивное встряхивание воды, как это делается при приготовлении гомеопатических препаратов, и электромагнитные поля и импульсы, и облучение воды определенным образом модулированным светом или звуком. Биоэнергетические процессы с участием воды могут выступать в роли внутренних ритмоводителей биологических функций, а также служить чувствительными антеннами для восприятия внешних сигналов колебательной природы.
Итак, если не вся, то подавляющая часть внутри- и внеклеточной воды структурирована био-наночастицами, поскольку их размеры лежат в области от десятков до сотен нанометров. Так как пограничная вода представляет собой фазу с особыми физическими и химическими свойствами, то вполне законно назвать ее «нано-водой» , а способы управления ее свойствами – «гидро-нанотехнологиями» . Появляется все больше указаний, что именно нано-вода лежит в основе всех процессов жизнедеятельности. Другой вопрос, что для эффективного осуществления гидро-нанотехнологий в биологии и медицине требуется пройти еще очень большой путь по изучению фундаментальных свойств био-нано-воды.
Источник
Нановода убивает бактерии
Наночастицы обычно обладают свойствами, отличающимися от свойств макропорций того же вещества. Оказалось, что и вода в этом отношении не исключение
Конечно, деньги, престиж или тщеславие вполне могут быть тем побудительным мотивом, которым руководствуется тот или иной исследователь в своей работе, но в большинстве случаев учеными движет все же научная любознательность, чтобы не сказать — банальное любопытство.
Во всяком случае, пишет М. Фрадкин (www.dw.de), именно любопытство побудило американского физика, профессора Гарвардского университета Филипа Демокриту (Philip Demokritou) и его коллег обратиться к изучению мелкодисперсной воды: «Мы знаем, что любое вещество, измельченное до размера наночастиц, обретает весьма необычные свойства — и физические, и химические, и биологические, — говорит ученый. — Однако до сих пор все такого рода эксперименты ограничивались твердыми материалами. Мы же решили посмотреть, как поведут себя нанокапельки воды».
Электроспрей распыляет воду
Для получения взвешенных в воздухе нанокапелек воды гарвардские исследователи воспользовались электроспреем. Электроспрей — это метод ионизации жидких веществ распылением в электрическом поле, широко применяемый в современной масс-спектрометрии. Метод позволяет получать электрически заряженные капельки правильной формы и практически одного размера. Профессор Демокриту сумел распылить воду до капель диаметром 25 нанометров, что в тысячу раз меньше диаметра человеческого волоса.
Тем не менее, полученный аэрозоль оказался на удивление стабильным, говорит ученый: «Мы обнаружили, например, что электрический заряд повышает поверхностное натяжение капли, и процесс ее испарения замедляется. В результате эти искусственно полученные водяные наноструктуры способны долгое время парить в воздухе, хотя обычно капли воды такого размера испаряются мгновенно, за доли секунды».
Высокая стабильность наноаэрозоля
В экспериментах гарвардских ученых нанокапли воды, полученные методом электроспрея, сохранялись в воздухе во взвешенном состоянии от трех до четырех часов. Причем содержали они не только молекулы воды, поясняет профессор Демокриту: «Электроспрей приводит к расщеплению молекул воды, в результате чего образуются гидроксильные и супероксидные радикалы, то есть реактивные формы кислорода. Эти ионы как бы заключены в каплях воды диаметром 25 нанометров».
Наличие радикалов кислорода с исключительно высокой реактивностью дало ученому основание назвать полученные им капельки нанобомбами, поскольку они оказались на редкость эффективным дезинфицирующим средством. При контакте взвешенных в воздухе нанокапель воды с бактериями кислородные радикалы разрушают мембраны бактериальных клеток, и бактерии гибнут.
Эффективность, безопасность и экологичность нановоды
Это открывает перспективу совершенно неожиданного применения нанокапель воды. «Их можно использовать, например, для дезинфекции воздуха — и таким образом поддерживать стерильность свежих сельскохозяйственных продуктов, — указывает исследователь. — Или, скажем, нановодой можно дезинфицировать раны. Этот простой и не связанный с применением химических веществ метод обеззараживания может стать чрезвычайно эффективным средством борьбы с инфекционными заболеваниями».
Правда, тут возникает один немаловажный вопрос: безопасна ли нановода для здоровья человека? Ведь все прочие наночастицы, если попадают с вдыхаемым воздухом в легкие, вызывают воспалительные реакции или повреждения тканей вплоть до злокачественных новообразований. Профессор Демокриту выполнил ряд токсикологических исследований на мышах и, к собственному удивлению, не обнаружил никаких тревожных признаков.
Ученый объясняет это так: «Наши легкие покрыты изнутри тонким слоем слизи. Эпителиальные клетки легочной ткани расположены под этим слизистым слоем. Нанокапельки воды, попав на это водянистое покрытие, тотчас нейтрализуются и растворяются. То есть они вообще не вступают в контакт с эпителиальными клетками, а потому не могут причинить легочной ткани ущерба, как это происходит в случае других наночастиц».
О практическом применении речь пока не идет
Итак, получается, что нановода — эффективное и безопасное для человека бактерицидное средство, к тому же не оставляющее после себя продуктов распада. Звучит впечатляюще. Но о практическом применении нановоды речь все же пока не идет, говорит профессор Демокриту: «Мы хотели бы собрать больше информации о возможных негативных воздействиях на здоровье. Хотя результаты первых токсикологических ингаляционных экспериментов на мышах выглядят многообещающе, мы должны изучить и возможные долговременные воздействия».
Если при этом никаких проблем не возникнет, тогда можно будет вести речь и о практическом использовании нановоды. Некоторые из идей ученого выглядят сегодня совершенной фантастикой: например, подключаемое к USB-разъему компьютера миниатюрное устройство для распыления воды в электрическом поле. Такое устройство позволит создать вокруг рабочего места невидимую защитную оболочку, своего рода экран, отражающий с помощью нанобомб угрозу бактериальных инфекций.
Источник
Наноионизированная вода
Наноионизированная вода.
Наноионизированная вода:
Наноионизированная вода – это сильно щелочная электролизная вода с максимизацией концентрации ионов водорода (pH 12,5) и окислительно-восстановительного потенциала (ORP -900 мВ).
По своим характеристикам наноионизированная вода схожа с живой водой.
Наноионизированная вода получается специальным электролитическим способом из обычной воды, в качестве которой может быть использована водопроводная вода, вода из водоема или из скважины.
Молекулы обычной воды собираются в кластеры, состоящие из 12-15 молекул Н2О, в то время как кластеры наноионизированной воды состоят из меньшего числа молекул – 2-6. Это влияет на проникающую наноионизированной воды. Размер кластера наноинизированной воды соизмерим (меньше либо равен) с размером (диаметром) канальцев клетки организма человека, по которым молекулы воды и прочие питательные вещества проникают внутрь. В результате чего организм не расходует энергии на доставку воды внутрь каждой клетки. При потреблении же обычной воды организм затрачивает энергию на дефрагментацию и уменьшение размера кластера молекул воды.
Наноионизированная вода хранится в закрытой таре до 1 года, в открытом виде – не более 1-2 суток.
Свойства и функции наноионизированной воды:
Свойства и функции наноионизированной воды обусловлены ее окислительно-восстановительным потенциалом, уровнем рН и размером кластера молекул воды.
– обладает высоким очистным потенциалом,
– убирает неприятный запах,
– практически мгновенно уничтожает различные грибки и бактерии. Установлено, что бактерии не живут и быстро (в течение полуминуты – минуты) разрушаются и погибают в сильно щелочной среде,
– снимает статическое электричество ,
– обладает полезным эффектом для здоровья человека и животных,
– блокирует коррозию материалов. Испытания показали, что сталь, погруженная в наноионизированную воду, не корродирует и не покрывается ржавчиной. После высыхания стали данный эффект продолжается от нескольких дней до нескольких недель,
– очищает поверхность и изделия от труднодоступных загрязнений, ржавчины , различных пятен (в т.ч. растительного происхождения), масла, СОЖ, краски и пр. Является простым, удобным и дешевым аналогом ультразвуковой очистки изделий,
– очищает и стерилизует оборудование , детали, готовую продукцию и изделия,
– очищает дымовые газы от вредных загрязнений и примесей.
Информация на сайте в разделе «Здравоохранение» и пр. разделах не предназначена для самолечения! Необходимо обратиться к врачу! Сайт носит исключительно общий информационный характер относительно прорывных отечественных технологий, изобретений и т.п.!
Источник
