现代分子簇水结构研究进展

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一般的教科书，至今对水的结构仍是“二氢一氧，分子量18”的简单描述。其实，现代科学对水的结构和功能至今一直没有大的突破。从事维生素C研究、1937年度诺贝尔医学奖获得者艾伯特·圣乔其（Al-bert Szent-Gyorgi）指出，“既然水的结构是生命之源，人们只要掌握了细胞系统中水的结构，便可改变世界”。1954年度诺贝尔化学奖以及1962年度诺贝尔和平奖获得者利诺斯·卡尔鲍林（Linus K.Pauling）博士非常谦虚地指出：“我们仍然很大程度上对液态水结构以及水溶液的结构不甚了解，特别不了解细胞内的水与平常的水和冰究竟有何不同。”

近年来，国际上有愈来愈多的科学家投入对水的理化结构特征研究，已有许多新的实验发现。2003年诺贝尔化学奖被授予了从事水如何被细胞吸收的生理学科学家，以鼓励人们对生命之源的水加强开创性的研究。随着量子科学的发展，化学与生命科学正向分子生物学和量子生物学深化。另一方面，科学家的研究对象，从一般离子键和共价键组成的分子，扩展到研究弱力作用下分子或原子“集团化”成原子簇和分子簇等的规律，即"簇科学”。1985年柯尔（RobertF.Curl）等发现的碳-60巴基球（也叫富勒烯），便是一种“碳簇”。

由于水分子结构的电荷中心不重叠。在氧原子上电子云密度相对较大显负性，两个氢原子则显正电性，使水成为强极性分子。在范德华力作用下，水分子间可形成氢键，有相互吸引的趋势。这样一个水分子就可以通过氢键与多个水分子相互作用，形成"水簇（Water Cluster）”。近年内，愈来愈多的水分子簇结构的论文在著名的《科学》和《自然》杂志发表。在一定条件下，水可以形成结构化了的五环或六环水。五环水实际上是不稳定的，六环水相对较稳定。六环水仍可有五种立体异构簇水：环状，船状，书状，笼状和棱柱状簇。这就为水储存能量、溶解物质、记忆和编排信息提供了物质基础。继2002年《科学》杂志报道加州大学柏克莱分校用扫描隧道电子显微镜观察到了结晶六环水。结构化小水分子簇也可以在一定条件下形成结构化较大的分子簇（H2O）n，形成更复杂的水巴基球。水也可通过氢键与别的各种无机离子和有机大分子中的极性基团相互作用形成更为复杂的功能性结构分子簇。2004年《科学》杂志，又相继报道了耶鲁大学等观测到稳定的纳米级结构的分子簇水。

在长期静止的情况下，水可形成多达几十个水分子的团簇。这些大分子团是随机的、无定形的链状线团。其溶解能力、渗透力都很低，不易被动植物和人吸收，成为“死水一团”。这些无定形结构的分子簇可以经一定的物理化学处理，使其成为较小的分子簇。震动，是常用的处理方法。极性的水分子在电磁场中，也可以被磁化和有序化。但是许多“活化水”很不稳定，又会线团化聚合。许多有名的泉水或矿泉，新鲜汲取的水确有特殊健康功能，但瓶装后静置，或带往别处，大都失去活性。其所含矿物质并没有改变，但离开了当地特殊的环境，不能保持稳定的分子簇结构。为此，如何提高较小分子簇水的稳定性，特别是如何生产保存期较长的瓶装水，是分子簇水产业化的关键。

关于水分子储存和传递生物信息的神奇实验进一步极大的激发了水科学研究的兴趣。法国诺贝尔生理学奖获得者吕克.蒙塔尼(Luc Montagnier)等人在Transduction ofDNA information through water and electromagnetic waves (Electromagneticbiology and medicine 34，106-112)中公开了使用特定频率的电磁波将某种微生物DNA信息复制到水中的方法。首先，他制作一份样本DNA的悬浊液，并将这个悬浊液放在一个密封的烧瓶A中，在这个烧瓶A边上有一个同样密封的装满水的烧瓶B。然后，蒙塔尼将两个烧瓶同时施加普通的电磁能量。随后，实验者将烧瓶B中被“施加信息”的水加入合成DNA所必需的原材料。这一过程可以产生新的DNA。结果新产生的DNA序列并不是随机的，它同烧瓶A中的DNA序列是非常非常接近的。尽管这两个烧瓶一直密封良好，且从来也没有产生过物理接触，信息显然从一个烧瓶中传导到了另外一个烧瓶中。截止到目前，全世界有多家实验室声称他们已经重复了蒙塔尼的发现。

文章内容来源：

1《关于分子簇水实验室研究及临床评价报告》

中国保健协会保健产品科学研究与评价中心 记者刘侃

2 《水的第四相：不只是固态、液态和气态》作者[美] GeraldH. Pollack