Ус

Яагаад бараг бүх зүйл халахаараа тэлдгийг та мэдэх үү? Учир нь биесийг бүтээж байгаа молекулын хөдөлгөөн хүчтэй болж, нэг нэгнээ түлхэн шахцалдаж, тэлдэг байна.

Гэтэл ус яагаад өөр байдаг вэ? Ус хөлдөхдөө маш гоё талсжиж, тэлдэг. Учир нь юунд байгааг одоо тайлбарлая. 
Усны молекул хүчилтөрөгчийн атом болон устөрөгчийн хоёр атомаас тогтдог. Эдгээр атомууд гурвалжин хэлбэрээр байрлана. Гурвалжингийн нэг өнцгийг хүчилтөрөгч, бусад хоёрыг нь устөрөгчийн цөм, протон эзэлдэг. Электрон тойрог нь эсрэг тал руугаа сунаж байрладаг.

Усны температур буурч, молекулын дулааны хөдөлгөөн багасахад, усны молекулын цахилгаан соронзон шинж чанар илүү хүчтэй болдог. Зарим молекулууд бие бие рүүгээ гар сунгаж байгаа мэт нэгдэж, хоёр протон нь хөрш молекулуудаас тус бүр нэг электроныг татаж, бас тэдгээр протонтой эвцэлдэж байсан электронууд хөрш протонууддаа татагдана. Усны молекул бүр дөрвөн тийшээ холбогдож, тус бүрдээ чөлөөтэй, тааламжтай байр эзэлдэг. Ингэснээр дотроо хоосон том зайтай, сиймхий, маш гоё талстлаг тор үүсдэг байна.

Температур дээшлэхэд, молекулын дулааны хөдөлгөөн дахин хүчтэй болж, тэдгээрийн хоорондох холбоо нугаран тасарч, мөс хайлна. Тасарсан молекулууд хоосон зайд орж усны хэмжээ багасдаг байна.

“Амьд” ус

Ус энерги мэдэрч, хадгалах чадвартайг эрдэмтэд аль хэдийнээ тогтоогоод байна. Сайхан үг, залбиралд  "баярласан ус”, газрын гүнд хэдэн мянган км зам туулсан рашааны бүтэц яагаад гоёмсог талс хэлбэртэй,  эмчилгээний "ид шидтэй " байдгийг хүн төрөлхтөн өнөөг хүртэл гайхан судалсаар л байна...

Усны гайхамшгийг батлан харуулсан анхдагч судалгаануудаас бид  цувралаар танилцуулна. Усанд амьд махбодийг тэтгэх хэмжээлшгүй их ид шид бий. Гэхдээ хайлсан ус бүр ч өвөрмөц шинж чанартайг эрдэмтэд олж тогтоосон юм.

Хайлсан усанд эрдэмтдийн “мөсчид” гэж нэрлэх болсон мөсний бүтэц хадгалагдсаар байдаг. Өчүүхэн жижиг тоо томшгүй олон арланцар хайлсан усанд хөвдөг. Тэдгээр “мөсчид” усыг 30 градус хүртэл халаахад ч “хайлдаггүй”. Цаашдаа температур ихсэх тусам тоо нь цөөрсөөр, 40 градусаас дээшлэхэд сарниж үгүй болдог. Бас мөс хайлаад багагүй цаг хугацаа өнгөрсөн бол алга болдог байна.

Гэтэл дээрх нүдэнд нь үл үзэгдэх мөсчид бие махбодид хэрхэн хариу үйлчилдэг вэ? Үүнийг олж тогтоохын тулд эрдэмтэд урьд нь огт ач холбогдол өгдөггүй байсан байгалийн өвөрмөц зүй тогтлуудыг ч давхар судалж эхэлсэн байна.

• •    Яагаад сэрүүн бүсэд амьдардаг олон тооны  шавьжны өндөг, хүүхэлдэйнүүдэд хүйтэн маш их хэрэгтэй байдаг вэ? Тэд яагаад хүйтэн сэрүүн орчингүйгээр өсөж хөгждөггүй вэ?

• •    Яагаад гэсгээсэн усаар ундаалсан амьтад, шувууны ангаахай дэгдээхэй түргэн өсөж, бага өвчилдөг вэ? Усны шувууд халуун Африкаас хавар эртлэн гарч, өндгөө дарахаар хойд зүгийн хүйтэн рүү тэмүүлэн ирдэг нь юуных вэ?

Энэ бүгд зүгээр л тохиолдлын зүйл гэж үү?

Үгүй ээ, энэ бүгдийн нууц нь хүйтэн цаг агаар, мөс, хайлмал усанд л байгаа юм. Гэхдээ учир шалтгааныг нь тайлбарлахын тулд зарим нэг зүйлийн мөн чанарыг мэдэх хэрэгтэй.
Амьд бие махбодь доторх ус ямар бүтэцтэй байдаг вэ? Өмнө нь эрдэмтэд ус ердөө л томоохон молекулуудын хоорондох зайг дүүргэх зориулалтаар оршдог гэж үзэж байлаа. Гэтэл энэ төсөөлөл буруу юм.

Бие махбодийн ихэнх эд эсийн бүрхүүл болон асар том амьд молекулууд нь /Жич: Эдгээртэй харьцуулахад усны молекул өчүүхэн бага юм/ усны молекулыг өөртөө татаж, бүрхэвч үүсгэдэг.  Ус “маш ухаантайгаар” тэдгээр молекулын гадуур мөс маягийн талстлаг тор бий болгодгийг эрдэмтэд тогтоожээ.

Бүрхэж байгаа молекул хичнээн том байх тусам мөсөн бүрхүүл төдийчинээ зузаан байдаг байна. Өөрөөр хэлбэл, амьд махбодь, тэр дундаа хүний биеийн эд эсийн протоплазм болон нэхдэс хоорондын шингэн нь тоо томшгүй олон “мөсөн уул”-аар дүүрсэн байдаг.

Тиймээс ч амьд бие махбодид “мөс” маш их шаардлагатай. Ус хөдөлгөөнгүй болох үедээ “амьд “болдогт хүйтэн болон хайлмал усны таатай нөлөөний тайлал оршиж байгаа юм.

“Амьд” усанд бас нэг чухал шинж бий. Уураг, өөх, нүүрс усны ихэнх молекул нь мөсний бүтцэд сайтар тохирч, түүний талстлаг торны хоосон зайд “эвтэйхэн” байрлаж чаддаг.  Иймээс ч ус хөлдөхдөө  мөс тэдгээрийг гэмтээдэггүй.
Тэгвэл хэлбэрээрээ мөсний бүтэцтэй таардаггүй молекул яадаг вэ? Гайхамшигтай нь ус өөртэй нь эвцэлдэж хөлдөхгүй молекул том байвал хагачиж хаяад, жижгэвтэр бол үлдэн хөөдөг байна. Хамгийн тод жишээ нь Хойд мөсөн далай.
Ус хөлдөхдөө давснаас бүрэн ангижирдаг учраас Хойд мөсөн далайн ус цэнгэг байдаг байна.



Амьд бие махбодь дахь молекул нь янз бүрийн шалтгаанаар хэлбэрээ өөрчилж байдаг. Өөрчлөгдөх үйл явц нь гүнзгийрсэн молекулууд гадуураа “мөсний” хайрс дахин үүсгэх чадваргүй болдог. Гэмтсэн молекулыг мөсний өчүүхэн жижиг хэлтэрхийн тусламжтайгаар засаж болно. Гулзайсан молекулд мөс наалдан хөлдөж түүнийг тэгшлэн ердийн хэлбэр дүрстэй болгодог байна.

Амьд биетэд гэмтсэн молекул олон тоогоор хуримтлагдах нь бие махбодь хөгшрөхийн бас нэгэн шалтгаан байж болзошгүй юм. Энэ таамаглал үнэн бол бие махбодийг хүрэлцэхүйц хэмжээний мөсөөр ханган, залуужуулж болох нь ээ.

Ингэж бие махбодид мөс, хайлсан ус бий болгохын тулд биеийн температурыг нь ихээхэн бууруулах, /Жич: Амьтдад хийсэн туршилт эерэг үр дүн үзүүлж, залуужуулж, амьдрах хугацааг уртасгаж байжээ/ эсвэл бэлэн мөс өгч, түүгээрээ хайлмал усны таатай үйлчлэл бий болгох хэрэгтэй юм.
Дээрх судалгаанаас хэд хэдэн дүгнэлт хийж болно. Буцалсан уснаас буцлаагүй, эрдэслэг ус хүний биед илүү тустай. /Жич: Гэхдээ цоргоны ариутгаагүй ус шууд уу гэсэн үг биш. Хэт халуун, буцлаад удаагүй уснаас зайлсхий./ Өндөр температурын нөлөөгөөр усан дахь мөсний талстлаг тор бүрэн сарниж алга болдог. Молекулууд нь ямар нэг өөр холбоонд ордог байна. Буцалсан усыг хөлдөөхийн тулд нэн түрүүнд дээрх үл мэдэгдэх холбоог таслах хэрэгтэй. Тэр нь тийм ч амаргүй юм.

Хэрэв та дөнгөж буцалсан цэвэр ус өвлийн цагт гадаа гаргаж тавибал, тэр нь физизийн энгийн дүрмийг зөрчиж, 0 градуст хөлдөхгүй. Харин усны температур -7 градусаас доошилсон үед хөлдөнө.  Яг энэ үйл явц бие махбодид адилхан явагдана.
Бидний уусан халуун цайны амьд молекулуудыг “мөсөн уул“ болгохын тулд бие махбодь эхлээд буцалгах үед үүссэн усны молекулуудын хоорондын холбоог таслах хэрэгтэй болдог байна. 0 градуст хөлддөггүй усыг “хэт хөрсөн ус” гэж нэрлэдэг.

Бие махбодид ийм хөрсөн усны хэмжээ нэмэгдвэл, бодисын солилцоо алдагдаж, хорт бүтээгдэхүүн хуримтлагддаг байна. Учир нь ус “хөлдөхөөрөө” “хорт бодиснууд”-аа хөөж, “өөрийгөө цэвэрлэдэг”. Буцалсан ус хэрэглэхийн нэг муу тал үүнд байгаа юм.

“Амьд” усны бие махбодид үзүүлэх сайн нөлөө, ач холбогдол үүгээр хязгаарлагдахгүй...

”Мөсөн уул” булчингийн үйл ажиллагаанд маш сайн нөлөө үзүүлдэг. Булчин агшихад зарцуулагддаг эрчим хүч гурван фосфорт аденозины хүчил задрах үед гардаг.  Гэхдээ энд чухам юу болж өнгөрдөг нь таавар хэвээр байна. Бие махбодь дахь усны бүтцийг судлах явцад булчингийн агшилтыг шинээр харах боломж нээгджээ.
Булчингийн гол “ачаалалтай” хэсэг нь миозин уураг. Энэ нь хүзүүний шүрэн зүүлт шиг олон тооны протомиозиноос бүрддэг байна. Тэдгээрийн хоорондох холбоо нь маш нарийн, зай завсаргүй, нэг нэгэндээ татагдах асар их хүчтэй.
“Энэ нэгдэл”-ийг сунасан  байдалд барьдаг хүч бол усны талстлаг тор юм. Өөрөөр хэлбэл, миозины молекулыг тойрон үүсдэг “мөсөн хуяг” бололтой. Хэрэв хуягийг хурдан эвдвэл, протомиозины суларсан гинжүүд богиносч, булчин нягтарна. .

Гурван Фосфорт аденозины хүчлээс авсан эрчим хүч нь булчин агшихад бус, харин мөсөн бүрхүүлийг эвдэхэд зарцуулагддаг байна. Дараа нь миозины молекул мөс маягийн бүрхүүлийг өөрөө нөхөн сэргээж, “мөс” протомиозины гинжийг дахин сунгаж, булчин сулардаг байна. Өөрөөр хэлбэл, хайлсан ус буюу мөсчид амьд махбодь, тэр дундаа хүний биеийн бодисын солилцоо, эд эрхтний зөв бүтэц, булчингийн хэвийн үйл ажиллагаанд эерэг нөлөө үзүүлдгийг эрдэмтэд аль хэдийнээ олж тогтоожээ.

Дэлхийн II дайн. Тэр үеийн аймшигтай үйл явдлын дунд гурван онцгой зүйл мэдэгдэлгүй, онцгой анхаарал таталгүй үлджээ.
Эхнийх нь Францад болсон байна. 1940 оны 05-р сарын 16-нд фашистын дайчид Парис хот руу дайрч байх үед Жолио-Кюрийн лабораторийн хоёр эрдэмтэн Францын өмнөд хэсэг рүү явжээ. Тэдний ачаа нь гагнаастай саванд хийсэн 185 кг ус байсан гэнэ. Бордод түүнийг Английн усан онгоцонд ачжээ. Онгоцны тавцан дээр сал байршуулж, устай савнуудыг түүнд бат бөх бэхэлсэн байна. Усан доогуур явдаг дайсны завь онгоцыг живүүлсэн ч, савтай уснууд устахааргүй хамгаалагджээ. Гэхдээ энэ аялал амжилттай болж, ачаа гэмтэлгүй бүрэн бүтэн Англид хүргэгдсэн гэдэг.
Хоёрдахь нууц үйл явдал фашистуудад эзлэгдсэн Данид болсон юм. Шуургатай шөнө дэлхийд алдартай физикч Нильсбор жижигхэн хөлөг онгоцоор Швед руу зугатжээ.Тэрээр ганц шил шар айргаа бусад тээшнээсээ илүү нандигнаж, нүдний цөцгий мэт хамгаалж байсан гэнэ. Үнэндээ тэр нь шар айрагны шилээр өнгөлөн далдлалт хийсэн маш цэвэрхэн ус байжээ.

Норвегид болсон үйл явдал ч нууц хэвээр үлдсэн байна. 1942 онд Английн армийн шүхэрчид Норвегийн жижиг хот руу дайралт хийжээ. Энэ нууц ажиллагааны гол зорилгыг олон жил хэн ч мэдэлгүй өнгөрсөн юм. Амь сорьсон энэ дайралтыг жижигхэн үйлдвэр дотор хадгалагдаж байсан 400 литр усны нөөцийг устгах зорилгоор хийсэн байна.

Хүйтэн дайны үед ус зөөж тээвэрлээд л, уснаас айж устгаад л... Энэ бүхэн ямар учиртай юм бол?  

Ийм ус байдгийг эрдэмтэд аль эрт олж нээсэн ч, энгийн ард иргэд харьцангуй сүүлд мэдсэн юм.

70 орчим жилийн өмнө Америкийн эрдэмтэн Юри атом нь энгийн уснаас 2 дахин илүү хүнд жинтэй устөрөгч байдгийг илрүүлжээ. Энэ нь эрдэмтдийн гайхлыг төрүүлж, шинэ хүнд устөрөгчийг огт өөр бодис мэт үзэж, дейтерий хэмээн нэрлэсэн байна.
Хожим нь энэнээс хүнд устөрөгч байдгийг эрдэмтэд илрүүлж, тритий хэмээн нэрлэжээ. Мөн хүчилтөрөгчийн хоёр төрлийг шинээр нээсэн юм. Эдгээр бодисын атомуудын янз бүрийн зохицлоос усны молекул бүрддэг.

Ердийн усанд хүнд устөрөгчийн хольц өчүүхэн бага байдаг. Хамгийн хүнд хүчилтөрөгчтэй молекул саяд мянга, дейтрит нь саяд 200 тохиолдоно.  Хүнд усыг эрдэмтэд дайны өмнөхөн цэврээр нь гарган авч сурсан байлаа. Учир нь хүнд ус атомын бөмбөг хийхэд шаардлагатай байсан юм. Тиймээс ч, хүнд усыг дайснуудынхаа гарт оруулчихгүйн тулд боломжтой бүх л арга хэмжээг авч байжээ.

Хүнд ус гэж юу вэ?

Амьд, үхсэн ус, хүнд усны судалгаа одоо ч үргэлжилсээр... Усны гайхамшигт нууц бага багаар тайлагдсаар л байна.
Молекулд нь дейтри орсон хүнд ус илүү сайн судлагджээ. Тэрээр өнгө, үнэр, амт гээд бүх талаараа ердийн уснаас ялгагдахгүй. Гэвч, амьд бие махбодид огт тохиромжгүй юм.

Үлгэр домогт гардаг үхүүлэгч, амьдруулагч усны тухай яриа үнэн хэрэгтээ бодит зүйл болох нь мэдэгдсээр байна.  Хүнд усанд хийсэн ургамлын үр соёолдоггүй. Загас, нэг эд эст бие махбодиуд, түүгээр зогсохгүй нян бактерууд маш хурдан үхэж байлаа.

Хүнд ус уусан хулгана удаан амьдарч чадахгүй байжээ. Тэдгээр амьд биетэд хүнд усыг шингэрүүлэн өгөхөд, амьдрах хугацаа нь уртассан байна. Гэвч, энэ бүхэн өнөөдрийг хүртэл эрдэмтдийн гайхлыг төрүүлж, тайлж уншихын аргагүй зарим асуудал хөврөн гарсаар байгаа юм. 

Энгийн усанд байнга агуулагдаж байдаг хүнд усны их биш хэмжээний хольц бидэнд хортой юу? Энэ асуултад эрдэмтэд “Үгүй бололтой” хэмээн хариулж байгаа.

Хүнд устөрөгч нь их хэмжээгээр байхдаа амин чухал процессуудыг удаашруулдаг боловч, бага хэмжээтэй байхдаа түүнийг эрчимжүүлдэг. Иймээс ч ашигтай юм.
Эрхэм та хүнд ус нь амьд биед зориулсан ямар нэгэн онцгой хор биш гэдгийг ойлгох хэрэгтэй. Гэхдээ хүнд ус нь амьд биетийн бодисын солилцоо, амин чухал процессуудыг удаашруулж, үхэлд хүргэдэг аюултай юм.

Эхний хэсгийг ЭНД дарж уншина уу.