Молекула воды, оказавшись рядом с углеродным кольцом — например, в ароматической структуре, — начинает вибрировать, и эти колебания тут же попадают под управление невидимого дирижёра. Электронное облако кольца, словно маэстро, избирательно взаимодействует с движениями молекулы: одни моды колебаний оно гасит, а другие — резонансно усиливает. Этот тонкий дуэт учёные «подслушали» с помощью инфракрасной спектроскопии — метода, который регистрирует «световые подписи» молекул, то есть характерное поглощение инфракрасного излучения, зависящее от колебательных движений связей. Компьютерные модели на основе машинного обучения помогли расшифровать эти спектральные сигналы и раскрыли неожиданную деталь: связь между водой и углеродным кольцом почти так же прочна, как обычная водородная связь, но при этом она гораздо более гибкая и изменчивая — в отличие от направленных водородных мостиков, она способна адаптироваться к локальному окружению. Именно эта особенность объясняет, почему вода столь непредсказуема в живых клетках: её поведение у поверхности биомолекул определяет сворачивание белков, функционирование мембран и даже то, как мы воспринимаем запахи привычных веществ.
Связь воды с углеродным кольцом почти так же сильна, как обычная связь между молекулами воды, но из-за подвижных электронов она гораздо более гибкая и изменчивая.
Фантасты часто приписывают воде «память» или сверхъестественные свойства. Это исследование показывает: на молекулярном уровне её поведение действительно сложнее, чем мы думали — но до чудес ещё далеко.