Polywater, den sovjetiske vitenskapelige hemmeligheten som gjorde verden Gulp

I pantheon av kjemiske forbindelser er vann vår Zeus. Egenskapene gjør den velegnet til ulike vitale formål - det er et nær-universalt løsningsmiddel, det blander seg rundt andre vitale molekyler og hjelper dem til å holde sin form, og den beveger seg ganske bra selv, skiftende fra væske til fast til damp. Vår planet og våre kropper svømmer i den. Når vi reiser utenfor atmosfæren vår, er det det første vi søker etter, fordi vi (bokstavelig talt) ikke kan forestille oss livet uten det.

På grunn av dette har vi et ganske godt håndtak på ting. Mennesker har lagret vann i cisterner og færget det gjennom rør i minst 5000 år. Men aldri gjennom ungdommelige rør, til 1961 - da ting ble rart. Det året oppdaget Nikolai Fedyakin, en kjemiker ved Teknologisk institutt Kostroma i Sovjetunionen, at når han forseglet rent vann i ekstremt smale glassrør og la det sitte lenge, kom en merkelig substans opp i øvre del deler av rørene. Stoffet, Fedyakin trodde, må ha vært H20. Han hadde renset sin eksperimentelle oppsett nøye, selv bytte ut glassrør for sterilisert kvarts, og det var ikke noe annet i systemet. Men dette nye vannet så veldig forskjellig ut som små perler av voksaktig olje - og handlet det også, kokte ved anomalt høye temperaturer og "fryser" på merkelig små. Ytterligere eksperimenter viste at det var 40 prosent tettere enn gjennomsnittlig vann, og 15 ganger så viskøs. "Det var som om vann hadde koagulert i rørene," skriver Philip Ball i H20. Fedyakin begynte å kalle det "avkom vann", slik andre kan snakke om supermanens sønn.

Nyhetene av oppdagelsen trickled opp til Boris V. Deryagin, en berømt sovjetisk overflate kjemiker som jobbet i Moskva. Deryagin whisked Fedyakin til lab og tok i utgangspunktet sin forskning, publiserte 10 artikler om det "nye" vannet i løpet av bare noen få år. På slutten av 1960-tallet begynte han å presentere sitt arbeid internasjonalt, først i England, deretter i New Hampshire.

En 1970-årig kjemisk oppsett, demonstrert av en EPA-arbeider. (Foto: US National Archives and Records Administrasjon / Public Domain)

Uunngåelig, de fleste avskediget mannen med det magiske vannet som en goofy crackpot. De som var absorbert falt hardt, skjønt-Desmond Bernal, kristallografen som først beskrev den fysiske strukturen av vanlige vannmolekyler, kalte det "den viktigste fysisk-kjemiske funn av århundret" - og noen var i stand til å begynne å lage rart vann av deres egen. Joseph Stromberg, som stor onkel, Robert R. Stromberg, var en av forskerne som opprinnelig ble fascinert av vannet, beskriver den omhyggelige prosessen i Slate:

"Han fulgte trofast den sovjetiske prosessen ved å bruke nyopptrukne, ultratynne Pyrex kapillærrør for å unngå forurensning. Etter kondensering av vann i rørene og etterlatt dem i ca 18 timer, ville han vende tilbake for å finne små bobler av polyhydraulisk kongealing inne. Han pakket forsiktig ut med en sprøyte, faller ned, og i løpet av måneder var i stand til å samle et gram eller to av det. "

Snart var laboratorier i Europa og Amerika fulle av studenter med forsiktighet å samle tynne mengder ting, og sa ting som "om vi bare kunne gjøre en timbleful". Det var nok til å gjøre noen ytterligere tester, og i 1969 en papir inn Vitenskap virkelig fuktet opp oppmerksomhet. Et samarbeid mellom Stromberg og spektroskopisten Ellis R. Lippincott, studien sa at det nye materialet hadde en spektroskopisk profil i motsetning til alle andre som noen gang hadde blitt dokumentert, noe som gjorde den helt unik. Forfatterne postulerte at materialets molekyler ble arrangert i en kjede med perfekt symmetriske sekskanter, noe som gjorde den stabilere enn normalt vann, selv ved romtemperatur. De foreslo også et nytt navn: polyvann.

Overflaten av Venus-eller av en polyvann-fylt jord, ifølge noen eksperter. (Bilde: NASA-JPL / Public Domain)

Nå begynte alle å legge merke til. Det hjalp at mye av den vestlige verden nylig hadde lest Kurt Vonnegut Kattens vugge, hvor en lignende vanskelig bit av H20 (is, denne gangen) ødelegger verden ganske enkelt ved å være annerledes formet. Plutselig var ikke polyvann bare en merkelig oppdagelse - det var en teknologi, og en som har potensial for godt (som for eksempel en dampmotor eller smøremiddelskjerm), var langt omkranset av sin evne til ondskap. Eksperter og lekmakere begynte å forestille seg dårlige scenarier. En forsker advarte om at en polyvannutslipp kunne gjøre jorden til en "rimelig faksimile av Venus." En annen, den omvendte av Bernal, kalte den "(potensielt) det farligste stoffet på jorden ... behandle det som det mest dødelige viruset til dets sikkerhet er etablert, "skrev han inn Natur, fordi "når polymerkjernene blir spredt i jorden, vil det være for sent å gjøre noe." Fortsatt andre trodde det ville vokse havene.

Selv om mange forskere, inkludert Stromberg, nektet det de så så logisk, mistenker fryktmangling, fortsatte denne behandlingen av situasjonen, og polyvann ble enda en ting å holde ut av sovjettene. "Gode nyheter," skrev Wall Street Journal i 1969, "USA har tilsynelatende stengt polyvannspalten, og Pentagon er bankrollerende innsats for å presse dette lands polyvannteknologi foran Sovjetunionen." Juni 1973-spørsmålet om Populær mekanikk lærte interesserte parter hvordan å lage sitt eget polyvann. "Kanskje du kan tenke på flere ting å gjøre med dine prøver," oppfordret forfatterne. Og selv etter at flere artikler i egen avis hadde copped til den virkelige rekkefølgen av funn, en 1970 New York Times squib rapporterte at sovjettene hadde endelig laget polyvann. "En lignende oppdagelse ble rapportert av amerikanske forskere for flere måneder siden," konkluderte det.

Polywater ble antatt å ha en sekskantet struktur, ikke ulikt honeycomb. (Foto: Sean.hoyland / WikiCommons Public Domain)

Det var også skeptikere, for eksempel, Richard Feynman, lurte på hvorfor ingen dyr hadde utnyttet det faktum at drikkevann og la det konvertere til polyvann ville være en fin og effektiv måte å drive stoffskifte på. Og mange av forskerne håper å utvide på tidligere funn, fant de tidligere resultatene umulig å replikere. Boblen brøt til slutt i slutten av 1970, da fysiologi postdoc Denis Rousseau bestemte seg for å spille spille håndball og deretter fordampe svetten fra sin T-skjorte. Sikkert nok, det gummy, oljemessige stoffet så, handlet og spektroskoperte mye som polyvann. Rousseau og hans kollegaer marshalte nok diktende bevis for en egentlig uopprettelig egenartikkel; I 1973 avviste de store aktørene, inkludert Deryagin, sine tidligere funn, og innså at alle løsningens merkelige egenskaper kunne forklares dersom man antok at H20 var forurenset av plast, luft og folkesaft. Denne konklusjonen, skrev Sydney Morning Herald, "Kan mottas med betydelig lettelse." Så mye for polyvann.

I Kattens vugge, Vonnegut introducerer først is-ni gjennom et samspill mellom en forfatter og en forsker, som har foreslått det som en hypotetisk. Forfatteren følger dens implikasjoner gjennom å spørre: "Hvis strømmene som strømmer gjennom sumpen frøs som isen ni, hva om elver og innsjøer som strømmen matet?" "De ville fryse," sier forskeren,

"Men det er ikke noe som is-ni." "Og havene de frosne elver matet?" "De ville fryse, selvfølgelig," snappet han. "Jeg antar at du skal rush til markedet med en oppsiktsvekkende historie om is-ni nå. Jeg forteller deg igjen, det eksisterer ikke! "

Selvfølgelig eksisterer i isen ni boken, og alle fryktene - av karakter, leser og forfatter - er til en viss grad realisert. Men den oppsiktsvekkende historien om polyvann ender i stedet med en leksjon om vitenskap: nemlig at det uansett hvor forsiktig vi prøver å destillere, rense og isolere vår kunnskap, noe svette kommer inn der. Det, enda mer enn vann, er det som virkelig gjør oss levende vesener.