Баран Б.А., Голонжка В.М., Драпак З.Т., Дроздовський В.Б.

СУМІСНА ДІЯ МАГНІТНОГО ТА ЕЛЕКТРИЧНОГО ПОЛІВ НА ВОДУ

Як відомо, вода є джерелом надслабкого і навіть слабкого електромагнітного випромінювання, змінного за інтенсивністю, напрямком та частотою. Найменш хаотичне електромагнітне випромінювання створює структурована вода. В такому випадку може відбуватися індукція відповідного електромагнітного поля, яке змінює структурно-інформаційні характеристики біологічних об’єктів. Внаслідок цього вода є дуже чутливою до дії зовнішніх джерел магнітних чи електричних полів. Одержана статистично значима кореляція біологічних ефектів електромагнітного поля з частотою 50 Гц при індукції, яка не перевищує 0,15 мкТл. Одержані експериментальні дані, які свідчать про те, що дуже слабкі електромагнітні поля з амплітудами в межах “пікотеслового”, “нанотеслового” і “мікротеслового” діапазонів виявляють значний вплив на біологічні і фізико-хімічні процеси, а власне: регенерацію планарій, гравітропізм у відрізках стеблин льону та кристалізацію карбонату кальцію із сольових розчинів. Така інтенсивність електромагнітних полів і відповідні їм кванти енергії значно менші kТ, тобто, їх вплив повинен бути “невидимий” на фоні теплових ефектів. А оскільки він все-таки фіксується у відповідних експериментах, то дедалі частіше говорять про інформаційну функцію електромагнітних полів.  Генераторами і акцепторами інформаційних хвиль всередині біооб’єктів є різні рідкокристалічні структури і внутрішньоклітинна вода, що здатна утворювати фрактальні структури. Результати експериментальних досліджень вказують на наявність резонансних параметрів електромагнітного випромінювання. Це добре узгоджується з  поняттям про синергетику. Сучасний синергізм – це визнання ролі малих за енергією флуктуацій, які в складних системах можуть змінити структуру систем в точці біфуркації.  До таких систем належить і вода, яка і стала об’єктом наших досліджень.

 

Досліди проводили наступним чином. Дистильована вода за допомогою поршневого дозатора А-2 циркулювала через електромагнітний пристрій (рис.1) протягом 2-х годин. Після цього в середовищі такої води досліджували кінетику окиснення тіоктової кислоти йодом. Згідно роботи [1] в середовищі води, яка пройшла магнітну обробку, швидкість окисно-відновних реакцій зростає. Ефективність впливу магнітного чи електричного полів на воду оцінювали за величиною ефективної константи швидкості реакції у воді, модифікованій полем (k'), порівняно зі швидкістю такої ж  реакції в звичайній дистильованій воді (k).

 

 

 

 

 

 

 


Рис.1.  Схема електромагнітного пристрою

1 – електромагнітна котушка; 2 – феромагнітний стержень;                             3 – пластмасова вставка; 4 – трубка для протікання води; 5 – електроди

 

В першій серії дослідів на електромагнітні котушки подавали електричний струм певної частоти, а на електроди – змінну напругу 100 В. Результати дослідів наведені на рис.2. При різних частотах електромагнітного поля ефект його дії на воду не однаковий, що неодноразово було відзначено в літературі [2,3]. З’явилося навіть поняття амплітудних і частотних “вікон”: існують такі інтервали частот та  амплітуд, при яких ефекти чітко проявляються, в той час як поза цими  “вікнами” вони можуть бути відсутні.

В той же час додаткова дія електричного поля дещо змінює загальну картину. В більшості випадків загальний ефект сумісного впливу вказаних полів менший, ніж при дії самого електромагнітного поля.

Рис.2.  Залежність відносної швидкості реакції від частоти  електромагнітного поля при дії його на воду

□ – дія самого електромагнітного поля; ■ – при одночасній дії змінного електричного поля

В наступній  серії дослідів на електроди подавали постійну напругу 40 В (рис.3).

Рис.3.  Залежність відносної швидкості реакції від частоти  електромагнітного поля при дії його на воду

□ – дія самого електромагнітного поля; ■ – при одночасній дії постійного електричного поля з напругою 40 В

Якісно результати подібні до попередніх – при подачі на електроди змінної напруги 100 В, однак кількісні значення змін відносної швидкості окисно-відновної реакції дещо менші. Зокрема, при частотах 2 і 6 Гц ефекти впливу самого електромагнітного поля та при сумісній дії електричного практично співпадають і становлять 25 – 30%. При 10 і 14 Гц внаслідок дії самого електромагнітного поля на воду значення k'/k  становлять відповідно 1,9 та 2,5, а при сумісній дії електричного поля зміни відносної швидкості окисно-відновної реакції становлять вже ~ 50%. Це може свідчити про різні механізми елементарних актів впливу магнітного (електромагнітного) та електричного полів на воду. Хоча в даних дослідах безпосереднього контакту електродів з водою  немає і не може йти мови про електроліз, однак вплив електричного поля призводить до посилення поляризації молекули Н2О  (наведені диполі) і особливо сильно позначається на процесах, в яких відбувається самодисоціація молекул води.

Досліди повторили, однак на електроди подавали постійну напругу величиною 100В. В цьому випадку при всіх досліджуваних частотах ефективність сумісної дії обох полів в межах похибки дослідів практично однакова і становить  25 – 30 % (рис.4).

Рис.4.  Залежність відносної швидкості реакції від частоти  електромагнітного поля при дії його на воду

□ – дія самого електромагнітного поля; ■ – при одночасній дії постійного електричного поля з напругою 100 В

         Однією з причин збільшення швидкості хімічних реакцій у воді після дії на неї фізичних полів є зростання “структурної температури” розчину. Це може бути наслідком зменшення енергії водневих зв’язків між молекулами води. Однак, слід гадати, що механізми елементарних актів дії магнітного та електричного полів на воду суттєво відрізняються один від одного і при їх сумісній дії взаємно компенсують одне одного.

Наочніше це стало видно з наступних експериментів. Для оцінки ефективності одночасної дії на воду електромагнітного та електричного полів було вибрано частоту 14 Гц, при якій значення k'/k  після дії електромагнітного поля на воду становить 2,50. В окремих дослідах на електроди подавали змінне електричне поле певної напруги. Результати подані на рис.5.

Рис.5.  Залежність відносної швидкості реакції від напруги постійного електричного поля при  частоті електромагнітного поля 14 Гц

                  

Хоча в даних дослідах безпосереднього контакту електродів з водою  немає і не може йти мови про електроліз, однак вплив електричного поля призводить до посилення поляризації молекули Н2О  (наведені диполі) і особливо сильно позначається на процесах, в яких відбувається самодисоціація молекул води. Окрім того відбувається постійний обмін між  двома фазами води: вказані елементи утворюють молекулу і переходять у вільну воду, а молекули вільної води – в кластери.  В той же час реакція протону Н+ на дію магнітного і електричного полів є різною. В електричному полі збільшується швидкість переміщення протону  вздовж  ліній поля, а магнітне поле відхиляє рух протону в сторону від магнітних силових ліній [4].

Результати багатьох дослідів з впливу фізичних полів на воду можна до певної міри пояснити, якщо опиратися на кластерно-фрактальну модель [5], яка розглядає воду, як суміш вільних молекул і фрагментів з упорядкованою гексагональною структурою, у вершинах шестикутників якої знаходяться радикали ОН-. Наявність у води кластерної структури дозволяє допустити, що при її руйнуванні виникнуть дисоційовані елементи Н+ і ОН-. Окрім того відбувається постійний обмін між  двома фазами води: вказані елементи утворюють молекулу і переходять у вільну воду, а молекули вільної води – в кластери. 

З огляду на значимість результатів роботу буде  продовжено.

Література

1. Баран Б.А. Влияние магнитного поля на кинетику химических реакций            // Укр. хим. журнал. – 1998. – Т.64, №4. – С. 26-29.

2. Леднёв В.В. Биоэффекты слабых комбинированных постоянных и переменных магнитных полей. // Биофизика. – 1996. – Т.41. – С.224 – 234.

3. Петросян В.И., Синицын Н.И., Елкин В.А., Башкатов О.В. Взаимодействие водосодержащих сред с магнитным полем. //Биомедицинская радиоэлектроника. – 2000. - №2. – С.10 – 17.