Japanski znanstvenici napravili magnetski model vode koji uči kako se molekule drže zajedno

Tim predvođen profesorom Jirom Kundom sa Sveučilišta Sophia u Tokiju razvio je WaterPuzzle, model molekule vode izrađen 3D-printanjem, u koji su ugrađeni mali neodimijski magneti. Magnetska mjesta na modelu označavaju donore i akceptore vodikovih veza, pa se dijelovi međusobno privlače ili odbijaju i sami se slažu u rasporede nalik na stvarne vodikove veze. Rad je objavljen u časopisu Journal of Chemical Education.

Poanta nije u samom modelu, nego u tome što on rješava. Klasični molekularni kompleti pokazuju kako su atomi poredani unutar jedne molekule, ali ne i kako se dvije molekule međusobno hvataju. A upravo te veze između molekula objašnjavaju zašto led pliva na vodi, zašto voda ima tako visoko vrelište i kako se ponaša u biološkim sustavima.

Led kao slagalica, a ne crtež u knjizi

Učenici s WaterPuzzleom slažu tetraedarski raspored veznih mjesta oko molekule vode, a zatim grade šesterokutne mreže karakteristične za led Ih — najčešći oblik leda u atmosferskim uvjetima. Slaganjem prstenova uočavaju da led tvori otvorenu strukturu, što je fizički razlog zašto je lakši od tekuće vode. Model pokriva i druge oblike leda, od Ic i II do III i XVII.

Autori su uz rad objavili i STL datoteke za ispis, besplatno. To znači da svaka škola s običnim 3D printerom može sama izraditi komplete, bez licenci, bez uvoznih narudžbi i bez čekanja na dobavljača. Uz ranije razvijeni BasePairPuzzle, model se može proširiti i na interakciju vode s nukleobazama, dakle na hidratacijske ovoje oko bioloških molekula.