Ilmuwan di Universitas Bristol di Inggris dan Universitas Tokyo di Jepang telah menjelaskan sifat anomali air yang ditunjukkannya saat mendingin dan membeku. Untuk melakukan ini, para peneliti, dengan menggunakan pemodelan komputer, membuat perubahan pada struktur molekul H2O, memberinya fitur baru. Ini dilaporkan oleh Science Alert.
Biasanya, cairan menjadi lebih padat seiring dengan penurunan suhu, tetapi air mencapai kepadatan maksimumnya pada empat derajat Celcius. Di bawah titik ini, kepadatan menurun lagi, akibatnya es mengapung di permukaan badan air. Selain itu, air memiliki tegangan permukaan yang tinggi, menghasilkan merkuri dalam bentuk cair, titik didih yang tinggi dan merupakan pelarut yang baik.
Ciri fisik tersebut dijelaskan dengan adanya ikatan hidrogen yang terbentuk di antara molekul air. Yang terakhir terhubung satu sama lain dan membentuk tetrahedron (piramida segitiga).
Ilmuwan telah menggunakan superkomputer untuk membuat berbagai model struktur molekul air. Untuk melakukan ini, mereka memvariasikan parameter λ, yang disebut potensial Stillinger-Weber, yang digunakan untuk menggambarkan sifat fisik zat dengan pengaturan tetrahedral molekul. Para peneliti melacak bagaimana perubahan potensial mempengaruhi kepadatan suatu zat dan jumlah ikatan kimia antar atom (model dua keadaan). Hal ini memungkinkan untuk menghitung pada nilai λ berapa sifat anomali air yang terwujud.
Ternyata dengan peningkatan potensi Stillinger-Weber, sifat anomali air yang terkait dengan kepadatan menjadi lebih lemah. Akibatnya, massa jenis maksimum bergeser ke transisi fase es cair, dan air dalam bentuk padat kehilangan daya apung. Ketika λ menurun, properti yang diprediksi oleh model dua negara juga melemah.
