Рубрики
Всe знaют, чтo вoдa являeтся oтличным прoвoдникoм элeктричeскoгo тoкa. Пo этoй причинe, нaпримeр, нe рeкoмeндуeтся испoльзoвaть элeктричeскиe прибoры в нeпoсрeдствeннoй близoсти oт истoчникoв вoды и не купаться в водоемах во время грозы. Тем не менее, несмотря на относительную простоту этого правила, до сих пор никто не мог объяснить, как именно молекулы воды находятся в состоянии переключаться между ними протоны во время этого процесса проводимости.
Группа исследователей из Йельского университета под руководством профессора химии Марки Johnson впервые удалось поймать с спектроскопический анализ процесса переноса электронов, что происходит в молекулы воды. Процесс передачи носит название «механизмом Гротгуса» (был запланирован на первый раз, когда немецкий химик Теодор фон Гротгусом) и терзает умы ученых уже более 200 лет.
«Этот жизненно важный химический и биологический процесс не имеет четкого обоснования и объяснения», — говорит исследователь Энни Маккой, от университета Вашингтона.
Лет изучения химии воды до молекулярного уровня все-таки привели к желаемому создания. В ходе исследования ученым удалось заморозить молекулы воды, в то время, когда они были в их переходном состоянии, что позволило исследователям детально изучить структурные изменения, которые происходят в рамках механизма Гротгуса. В своей работе они применяли в молекулы «тяжелую воду» (окись дейтерия), которые очень резко были заморожены до температуры, близкой к абсолютному нулю (-273,15 ° c).
Многие годы именно этот образ был более детальное представление о нашем понимании того, как происходит этот процесс. Несмотря на то, что ученые прекрасно понимали, как работает этот механизм, на практике, они не имели возможность наглядно и в деталях, чтобы сделать это.
Как отмечает журнал Science, результаты исследования имеют революционный характер. За последние 200 лет, ученые пытались найти способ, экспериментальный, для того чтобы отслеживать структурные изменения молекул воды, когда те, что проводят электричество. Задача оказалась крайне сложной. В последние годы исследователи пытались осуществить мониторинг процесса с помощью инфракрасного сканирования. Результаты были очень низкого качества. Фотографии очень расплывчаты и не дают четкого представления о том, что происходит процесс.
«Неопределенность оказалась настолько сильной, что не позволило определить взаимосвязь между цветом и структурой», — объясняет Джонсон.
Но стоило только ученым применить метод мгновенного замораживания, результаты были сногсшибательные.
«На самом деле мы обнаружили розеттский камень, который показал нам структурную информацию во всех деталях и цветах. Мы были в состоянии определить последовательность некоторых деформаций, раздевалки, как кадры фильма. Это даст нам новое видение воды и его проводящих свойств, так как явление является частью множества химических реакций на Земле», — говорит Джонсон.
«Сейчас мы потеряли связь, таким образом, чтобы иметь более полное представление фото: как протоны движутся через молекулы воды», — сказал Маккой.
Кроме того, метод, который использовали ученые, чтобы открыть, это даже в некоторой степени революционной. Кроме того, позволяет нам смотреть на другие свойства воды, как недавно обнаружил способность воды превращаться в лед, даже при температурах выше кипения.
Потребовалось 200 лет, но ученые выяснили, как на самом деле вода проводит электричество
Николай Хижняк