Биологические и энергоинформационные свойства воды

Зенин С.В.

Доктор биологических наук
Кандидат химических наук
Кандидат философских наук

Необычные свойства воды, обнаруживаемые в физико-химических экспериментах, и ее роль в биологических системах объясняют повышенный интерес к изучению структуры воды [1-3]. Результаты исследований структуры воды, существенно дополняющие и развивающие принятые представления о структурном состоянии воды [4-6], позволяют подойти к расшифровке нового ранее неизведанного класса энергоинформационных явлений.

Под энергоинформационными процессами следует понимать такие материальные изменения в принимающей внешние воздействия системе, в результате которых происходит перестановка ее структурных элементов. Очевидно, что при любом способе воздействия произойдет некое нарушение взаимного расположения структурных элементов. Следовательно, энергоинформационный аспект взаимодействия присутствует при любом изменении состояния материальной системы. Собственно энергоинформационные явления исключают массо- и энергообмен, превращения частиц и излучение квантов поля, характеризуя тем самым проявление нового информационно - фазового состояния.

Согласно [1-3] информационные свойства воды, такие как, например, сохранение нового структурированного состояния воды при ее магнитной обработке, можно было рассматривать только на основе признания известного факта существования магнитных моментов протонов, комбинация которых могла бы объяснить наблюдаемый кооперативный макроэффект омагни-чивания. Однако статистический характер взаимодействия между протонами воды отвергал такую возможность. Необходимо было найти новые концептуальные подходы к исследованию структуры воды, которые бы исключили статистическое усреднение физических свойств молекул воды и позволили бы естественным путем показать возможность возникновения некоторых необычных макросвойств воды типа "памяти воды" и др.

Экспериментальное и теоретическое доказательство существования стабильных ассоциатов воды оказалось исходной предпосылкой и ключом к полной расшифровке структурированного состояния воды и, соответственно, к разгадке её биологических и энергоинформационных свойств.

1. Схема полной сборки структурного элемента воды.

Естественное равноправное "желание" четырёх центров образования водородных связей одной молекулы воды (рис.1) окружить себя ещё четырьмя молекулами приводит к созданию фигуры (рис. 2), где каждый отрезок по четырём направлениям, образующим тетраэдр, означает водородную связь ОН ...О.

**Рис. 1.** Молекула воды. Обозначения δ^- и δ⁺ отражают распределение зарядов, характеризующих свойства полярности молекулы воды, а "лепестки" обозначают электронные облака двух неподеленных электронов атома кислорода.

**Рис 2.** Молекула воды, полностью реализовавшая свои центры образования водородных связей с окружающими четырьмя молекулами воды. У каждой из соседних молекул остаются нереализованными по три центра образования водородных связей.

**Рис. 3.** Пятимолекулярный ассоциат (рис. 2) с полностью реализованными двенадцатью центрами образования водородных связей.

У фигуры - ассоциата (рис. 2) каждый из четырёх концевых атомов кислорода имеет ещё три свободных центра образования водородных связей, т.е. возможное равноправное подсоединение ещё двенадцати молекул воды превращает рис. 2 в рис. 3.

Вероятность новообразований от пятимолекулярного ассоциата (рис. 2) к семнадцатимолекулярному ассоциату (рис. 3), конечно, резко падает и составляет настолько малую величину, что дальнейшего усложнения этого образования без привлечения дополнительных факторов просто бы не предвиделось.

В этих условиях фигуре - ассоциату (рис. 3) приходится обратить внимание только на возможность собственной стабилизации за счёт одновременного равновероятного зацикливания всех концевых кислородов в пятичленные циклы. Так, вспомнив о близости величины угла между валентными связями ОН к значению 108° для внутреннего угла пятиугольника, фигура-ассоциат (рис. 2) резко увеличивает вероятность собственного существования, образуя шесть циклов (рис.4). Необходимо обратить внимание на то, что при достижении состояний, изображенных на рис. 4. появляется блестящая возможность их самодостраивания до сфер при взаимодействии друг с другом.

**Рис. 4.** Семнадцатимолекулярный ассоциат (рис. 3) с шестью образовавшимися циклами.

**Рис. 5.** Фрагмент рис. 4 в виде полусферы додекаэдра.

Дело в том, что связывание двух фигур, типа изображенной на рис. 4, сразу по шести связям означает практически "схлопывание", поскольку константа связывания по одной связи (при комнатных температурах К имеет величину порядка 10 л/моль) превращается в этом случае в К⁶ (т.е. становится величиной порядка миллиона), следовательно, происходит её резкое возрастание. В таком процессе требуется всего лишь одна "впадина" от фигуры, изображённой на рис. 4, что в виде соответствующего фрагмента представлено на рис. 5.

Поэтому могут быть использованы любые недостроенные фигуры, типа изображенной на рис.5, что значительно увеличивает вероятность "схлопывания" в сферы полностью достроенной фигуры, изображенной на рис. 4, и превращения её в четырёхсферный додекаэдрический тетраэдр ("квант", рис. 6).

**Рис.6.** Модель ассоциата воды из 57-и молекул. Тетраэдр из четырех додекаэдров ("квант"). Каждый из додекаэдров имеет 12 пятиугольных граней, 30 ребер, 20 вершин (в каждой соединяются три ребра, вершинами являются атомы кислорода, ребром служит водородная связь О-Н…О). Из 57-и молекул воды "кванта" 17 составляют тетраэдрический полностью гидрофобный (т.е. насыщенный четырьмя водородными связями) центральный каркас, а в четырех додекаэдрах на поверхности каждого находятся по 10 центров образования водородной связи (О-Н или О).

Полученная модель из 57-ми молекул воды (рис. 6) представляется достаточно обоснованной для выбора её в качестве исходной единицы (или "кванта") в дальнейших построениях. Более того, геометрическая законченность "додекаэдрического тетраэдра", его соответствие экспериментальным и теоретическим выводам наводила на мысль либо о его универсальности как стабильного образования, либо о наличии у него таких качественно отличных свойств, которые бы позволяли перейти на новые этапы построения стабильных структур.

Анализ данных, полученных тремя физико-химическими методами: рефрактометрии [4], высокоэффективной жидкостной хроматографии [6] и протонного магнитного резонанса [5], на основании которых была построена и доказана геометрическая модель основного стабильного структурного образования из молекул воды, свидетельствует о следующем:

1. На уровне первой стадии образования стабильного структурного элемента из 57-и молекул воды (додекаэдрический тетраэдр - "квант", рис. 6) возникает новый вид межмолекулярного взаимодействия - комплементарное (взаимодополняемое) образование шести водородных связей между гранями различных тетраэдров - квантов.

**Рис.7.** Объемная упаковка "квантов" воды. Взаимодействие граней возможно только в перекрестном положении. Пунктирными линиями выделены простейшие пяти (пятый за центральным) и шестиквантовые образования.

2. Рассматривая структуру водной среды в виде (рис.7) и пользуясь обнаруженным свойством комплементарности квантов, можно выделить на основе шестисвязной комплементарности два наиболее естественных и привлекающих внимание варианта возможных новообразований: 5-ти и 6-ти квантовые образования - фракции воды (рис. 8 и рис. 9).

**Рис.8.** Супертетраэдр пяти "квантов". 4 тетраэдра направлены в разные стороны от плоскостей центрального тетраэдра в виде "звезды". Три грани, направленные к наблюдателю, расположены в одной плоскости, образуя супергрань. Наложение этих плоскостей с перекрестным положением каждой грани невозможно.

3. На уровне образования фракций происходит очередное качественное преобразование межмолекулярного взаимодействия. Три шестицентровые по водородным связям грани квантов оказываются расположенными в одной плоскости (суперграни) как для фракции из 5-ти квантов (рис. 8, "звезда"), так и для фракции из 6-ти квантов (рис. 9, "снежинка"), приводя к возникновению нового супер-комплементарного свойства.

**Рис.9.** Циклическое образование из шести "квантов" - "снежинка". Три грани, направленные к наблюдателю, расположены в одной плоскости, образуя супергрань. Наложение этих плоскостей с перекрестным положением каждой грани невозможно.

Действительно, подсоединение к "кванту" ещё 4-х квантов в виде расходящихся лучей от каждой грани додекаэдрического тетраэдра напоминает построение четырёхконечной звезды. Точное комплементарное расположение соединившихся 4-х граней приводит к тому, что остальные 3 грани каждого из 4-х тетраэдров, окружающих центральный "квант", попадают на 3 суперграни нового образования, формируя, таким образом, фигуру "супертетраэдра" (рис. 8). Понятно, что на каждой суперграни оказывается в одной плоскости по 3 грани "квантов". Следовательно, от шести центров образования водородных связей "квантов" в каждой из 4-х плоскостей "тетраэдра", фигура на рис. 8 переходит к 18-ти центрам образования водородных связей в каждой из 4-х плоскостей "супертетраэдра". Следствием столь неожиданно появившегося свойства является "суперкомплементарность" по 18-ти центрам образования водородных связей, требуемая при "их желании" соединиться с соответствующими 18-ю центрами другой грани. Однако анализ мест расположения 18-ти центров показал, что никакая другая грань "супертетраэдров" не может комплементарно наложиться на искомую грань, т.е. "супертетраэдры не контактны" друг с другом (рис. 10-1).

**Рис. 10.** Возможное комплементарное наложение суперграней: *неполное* для одного типа - "звезды" (1) или "снежинки" (2) и *полное* для суперграней разного типа - "звезды" и "снежинки" (3), т.е. образование триплета комплементарных шестицентровых связей. Супергрань "снежинки" расположена ближе к наблюдателю (выделена синим цветом), а супергрань "звезды" дальше от наблюдателя. Видно, что каждый треугольник грани "кванта" в "снежинке" находится в перекрестном положении с каждым треугольником грани "кванта" в "звезде". Кружками обозначено их пересечение, где происходит образование комплементарных связей.

В связи с этим чрезвычайно большой интерес вызывали исследования свойств фигуры, изображенной на рис. 9 - "снежинки", поскольку фигура на рис. 8 казалась как бы тупиковой для дальнейшего наращивания. В "снежинке" при образовании шестиквантового цикла, в котором оказались задействованы по 2 грани каждого "кванта", остальные 2 грани попадают почти также как и в случае рис, 8 на 2 плоскости, формируя плоскую "'снежинку'", на каждой из плоскостей которой располагаются по 3 грани "квантов'' (рис. 9).

Следствием, аналогичным рассмотрению для 'звезды", оказывается снова '"суперкомплементарность" по 18-ти центрам образования водородных связей, требуемая при "их желании" соединиться с соответствующими 18-ю центрами грани другой "снежинки". Однако, такое же как в случае анализа "звезды", точное рассмотрение мест расположения 18-ти центров показало, что никакая другая грань "снежинок" не может комплементарно наложиться на искомую грань, т.е. "снежинки" тоже не контактны друг с другом (рис. 10-2).

4. Качественным отличием суперкомплементарности от простого тройного набора комплементарных граней квантов оказалась дополнительная избирательность нового взаимодействия. Комплементарное взаимодействие между супергранями одного вида фракций из-за геометрического несоответствия оказалось невозможным. Единственным вариантом комплементарного наложения в этом случае служит взаимодействие между гранями пяти- и шестиквантовых образований (рис. 10-3 и рис. 11).