A hagyományos tudáshoz képest markáns elmozdulásban a University of University of the University kutatói nemrégiben végzett tanulmány… Cambridge-i Egyetem És a Max Planck Intézet Polimer kutatás Úttörő betekintést nyújt a vízmolekulák viselkedésébe.
Ez a felfedezés, amely a tankönyvi modellek újrarajzolására készül, fontos következményekkel jár az éghajlat- és környezettudomány megértésében.
Vízmolekulák és sós víz
Hagyományosan úgy értelmezték, hogy a sós víz felszínén lévő vízmolekulák vagy elektrolitoldatok bizonyos módon sorakoznak fel.
Ez az összehangolás kulcsfontosságú szerepet játszik a különböző légköri és környezeti folyamatokban, például az óceánvíz párolgásában, és szerves részét képezi a légköri kémiának és az éghajlattudománynak.
Ezért ezeknek a felszíni viselkedéseknek az átfogó megértése kulcsfontosságú a bolygónkra gyakorolt emberi hatások kezelésében.
Azonban ezeknek a felületeknek a tanulmányozására szolgáló hagyományos módszereknek, különösen a rezgési frekvenciaösszeg generálásának (VSFG) ismert technikával, megvannak a korlátai.
Rezgésösszeg frekvenciagenerálás (VSFG)
Míg a VSFG hatékonyan képes mérni a molekuláris rezgések erősségét ezeken a kritikus határfelületeken, nem tudja megkülönböztetni, hogy ezek a jelek pozitívak vagy negatívak.
Ez a hiányosság történelmileg az adatok kétértelmű értelmezéséhez vezetett.
A kutatócsoport a VSFG fejlett változatát, a Heterodyne-detected (HD)-VSFG-t használva, kifinomult számítógépes modellezéssel kombinálva, élesen kezelte ezeket a kihívásokat.
Megközelítésük lehetővé tette a különböző elektrolitoldatok pontosabb tanulmányozását és viselkedésüket a levegő-víz határfelületen.
Forradalmi eredmények
Amit ebből a tanulmányból felfedeztek, az nem kevesebb, mint forradalmi. Ellentétben azzal a régóta fennálló vélekedéssel, hogy az ionok elektromos kettős réteget alkotnak, és egy irányba irányítják a vízmolekulákat, a kutatás teljesen más forgatókönyvet mutat be.
Mind a pozitív ionok (kationok), mind a negatív ionok (anionok) kimerültek a víz/levegő határfelületről.
Még érdekesebb, hogy az egyszerű elektrolitokban lévő kationok és anionok felfelé és lefelé is irányíthatják a vízmolekulákat, felforgatva az árammodelleket.
Dr. Yair Litman Youssef Hamid, Kémiai Tanszéka tanulmány társszerzője ismerteti az eredményeket.
„Munkánk azt mutatja, hogy az egyszerű elektrolit oldatok felületének ioneloszlása eltér a korábban gondolttól” – magyarázta Litman.
„Az ionokkal dúsított alsó felület határozza meg a határfelület felépítését: a tetején néhány réteg tiszta víz, majd egy ionban gazdag réteg, majd sóoldat található.”
Következmények a vízmolekula tanulmányozására
Megismételve ezeknek az eredményeknek a fontosságát, Dr. Kuo Yang-Csiang, a Max Planck Intézet munkatársa, szintén társszerző, kiemeli a magas szintű HD-VSFG és a szimulációk kombinált használatát.
„Ez a tanulmány bemutatja, hogy a magas szintű HD-VSFG és a szimulációk kombinációja felbecsülhetetlen értékű eszköz, amely hozzájárul a folyékony határfelületek molekuláris szintű megértéséhez” – magyarázta Chiang.
Misha Boone professzor, aki az egyetem Molekuláris Spektroszkópiai Tanszékét vezeti Max Planck Intézet„Az ilyen típusú interfészek mindenhol megtalálhatók a bolygón, így tanulmányozásuk nemcsak az alapvető ismereteinket segíti elő, hanem jobb eszközöket és technológiákat is eredményezhet” – mondja. „Ugyanezeket a módszereket alkalmazzuk a szilárd/folyékony felületek tanulmányozására is, amelyek Lehetséges alkalmazások az akkumulátorok és az energiatárolás területén.
Hozzáteszi, hogy a csapat ezeket a módszereket a szilárd/folyékony felületek tanulmányozására alkalmazza, amelyek potenciálisan alkalmazhatók olyan területeken, mint például az akkumulátorok és az energiatárolás.
Összefoglalva, ez a kutatás paradigmaváltást jelent a légköri kémiai modellezésben és számos alkalmazásban, ami jelentős lépést jelent a környezeti folyamatok megértésében.
Bizonyítéka a tudás iránti könyörtelen törekvésnek és a tudományos kutatás átalakító erejének a természeti világról alkotott felfogásunk átformálásában.
A teljes tanulmány a folyóiratban jelent meg Természetkémia.
—
Mint amit olvastam? Iratkozzon fel hírlevelünkre, hogy lebilincselő cikkeket, exkluzív tartalmakat és legújabb frissítéseket kapjon.
Látogasson el hozzánk az EarthSnap-re, egy ingyenes alkalmazásra, amelyet Eric Ralls és az Earth.com hozott Önnek.
—
Lili Farkas az Androbit szerzője, aki hírekkel, politikával, üzleti témákkal, technológiával, sporttal, szórakozással és életmóddal foglalkozik. Célja, hogy közérthető, hasznos és megbízható információkkal segítse az olvasókat az aktuális események és fontos témák követésében.
More Stories
Apple okosgyűrű fejlesztésén dolgozhat – érkezhet az iRing
Rejtélyes marsi jelenséget azonosítottak egy elveszett NASA-űrszonda korábbi adatai alapján
Óriási aszteroida közelíti meg a Földet: a NASA szerint továbbra sincs teljes védelem