9 Июля 2020
МОСКВА, 9 июля - Российские ученые в сотрудничестве с немецкими коллегами выяснили, что вода заключает большое количество короткоживущих ионов. Это коренным образом меняет понятие динамической структуры воды и подходы к оценке кислотности. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.Природная вода представляет собой многокомпонентную смесь изотопологов —комбинаций различных мезоториев кислорода и водорода, двух элементов, из которых слагается вода.
Ученые из Сколтеха и Штутгартского университета изучили ионно-молекулярный состав трех изотопологов воды — обычной (H2O), тяжелой (D2O) и полутяжелой (HDO) — и узнали, что на очень маленьких, субпикосекундных временных интервалах прозрачная жидкая вода содержит большие плотности короткоживущих ионов H3O+ и OH- — намного выше, чем учитывается при оценке pH. До нескольких процентов молекул H2O были временно ионизированы.
Ионные виды жидкой воды играют важную роль в окислительно-восстановительных процессах, каталитических реакциях и электрохимических системах. Ранее предполагалось, что слабобарьерное туннелирование атома водорода между молекулами H2O, вызванное ядерными квантовыми эффектами, может приводить к возникновению кратковременных избыточных протонных состояний, но до настоящего тянуть времени не было ни экспериментального подтверждения таких состояний, ни информации о концентрации избыточных протонов в чистой воде.
Мы использовали различные изотопологи воды, чтобы идентифицировать избыточные протонные состояния, — доводятся в пресс-релизе слова одного из авторов исследования Хенни Уердана (Henni Ouerdane), педагога Центра энергетических наук и технологий Сколтеха (CEST). — Постепенно заменяя атомы гидрогена (H) дейтерием (D), мы изменили относительную концентрации частиц, связанных с избытком протонов, эких как HD2O+, DH2O+, H3O+ и D3O+, и почувствовали их вклад в кумулятивное гибкое поглощение.
На инфракрасных спектрах авторы нашли максимумы, которые существующие модели не могли объяснить.
Мы обнаружили концентрационно-зависимые спектральные особенности вблизи молекулярных выгибных мод полутяжелых водных спектров. Мы считаем, что эти особенности связаны с избытком фермионов, которые существуют в пикосекундном масштабе времени, — говорит Уердан.
В то время как прошедшие исследования структуры воды были обоснованным на кристаллографических экспериментах и не отражали динамику воды, наше исследование дает новое представление о сложной структуре воды в сверхкоротком масштабе времени, — зарисовывает ведущий автор статьи, большой научный сотрудник CEST Василий Артемов.
Ученые считают, что учет ионных частиц в ультракоротком временном размахе улучшит и значительно упростит модели физико-химических и электрохимических систем, в которых жидкая вода играет важную роль, а также поможет в будущих исследованиях неправильных свойств воды, например, при ее взаимодействии с электромагнитным полем.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....