Первый день конференции, которая проходит 18–20 ноября, стартовал в Президиуме Российской академии наук. Все три дня ведущие российские и иностранные учёные будут обсуждать последние достижения физики в области водных растворов.

По словам организаторов, в этом году ожидается участие 150 человек. Специалисты прочитают и обсудят 107 докладов в ходе секций, разделённых по пяти темам — «Модели строения и химической кинетики водных растворов», «Водные растворы в биологических системах», «Методы исследования водных растворов», «Водные растворы в материаловедении» и «Водные растворы в фармации».

Сегодня работа конференции началась с пленарного доклада директора Института физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина РАН академика Вадима Бражкина, который рассказал об аномалиях воды, в частности, о быстром звуке и исследованиях, связанных с этим явлением.

Он отметил, что вода имеет более 70 аномалий, необъяснимых свойств, таких как переменная плотность, высокая теплоёмкость и большое поверхностное натяжение. «Аномальные свойства воды — это не только немонотонное поведение, но и аномальные абсолютные величины ряда физических характеристик», — сказал академик.

Подробнее он остановился на исследованиях аномально большого «быстрого» звука, который «наблюдается в системах, где имеется размытое по температуре (и давлению) фазовое превращение», — говорится в докладе.

Так, в аномальных жидкостях основной вклад в «быстрый» звук связан с сильной частотной зависимостью объёмного модуля сжатия. То есть рекордно большая разница между скоростями «быстрого» и «нормального» звука в аномальных жидкостях связана не с аномально «быстрым» звуком, а с тем, что «нормальный» звук в таких жидкостях является аномально «медленным», а модули сжатия — аномально малыми.

Основные доклады разбились по двум параллельным секциям — «Водные растворы в биологических системах» и «Модели строения и химической кинетики водных растворов».

В рамках первой секции ведущий научный сотрудник Пущинского научного центра РАН Никита Пеньков рассказал об особенностях динамических гидратных оболочек белка в нативной конформации. По словам докладчика, научиться характеризовать гидратные оболочки трёхмерной структурно-динамической карты с учётом всех взаимных корреляций десятков тысяч молекул воды представляется крайне сложным. «Хотелось бы получить набор информативных параметров, которые хотя бы на уровне средних эти оболочки описывали», — заметил Никита Пеньков.

В связи с этим для изучения гидратных оболочек биомолекул всех типов в водной среде был разработан метод терагерцовой спектроскопии. Предложенный подход позволяет анализировать динамические гидратные оболочки белков (и других биомолекул) с использованием определённых параметров межмолекулярной структуры и динамики воды.

В ходе исследований было показано, что гидратные оболочки белка характеризуются повышенным связыванием молекул воды в первичных гидратных слоях, а в более удалённых областях гидратации, наоборот, структура воды несколько разрушена. Распределения энергии водородных связей в гидратных оболочках сужены.

«Особый интерес, фундаментальное и прикладное значение имеет роль гидратных оболочек в процессах биомолекулярного взаимодействия. Исследования в этой области на стыке физической химии и молекулярной биофизики могут привести к принципиально новому пониманию взаимосвязи структуры и функции биомолекул», — говорится в докладе.

В рамках второй секции «Модели строения и химической кинетики водных растворов» заместитель директора Института физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина РАН Валентин Рыжов представил тему «Переход стекло-стекло в модельной системе, описывающей водоподобные аномалии, в двух и трёх измерениях», о скорости звука смесей, благородных газах и водно-спиртовых смесях рассказал научный сотрудник Института физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина РАН Юрий Фомин, доклад «Механизм переходов между кристаллическими льдами III и V и зависимость от давления структурных единиц кристаллических льдов» зачитала старший научный сотрудник Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Екатерина Желиговская.

Конференция продолжится выступлениями ведущих учёных направления. В частности, специалисты затронут темы гидратации и магнитного упорядочения в меланине; биологических изотопных эффектов облегчённой по дейтерию воды и её физических свойств; изучения водных растворов низкомолекулярных углеводов; моделей случайного пиннинга; состояния квантовых систем в растворах; множества локально равновесных конфигураций потенциальной энергии мультиатомного кластера и многие другие.