Egy tudóscsoport először figyelte meg a vízmolekulák szokatlan kölcsönhatását atomi szinten
A National Accelerator Laboratory (SLAC USA), a Stanford és a stockholmi egyetemek képviselőiből álló nemzetközi tudományos csoport végzett először a történelemben annak a folyamatnak a közvetlen megfigyelése, amelynek során a vízmolekulát alkotó hidrogénatomok kölcsönhatásba lépnek a szomszédos molekulákkal lézersugárral történő gerjesztésük során Sveta.
Így egy szokatlan hatást fedeztek fel, amelynek során a hidrogénatomok a szomszédos molekulák oxigénatomjait vonzották, majd erővel visszaverték őket.
Egyszerű víz és bonyolult kölcsönhatásai
Mindannyian nagyon jól tudjuk, hogy minden vízmolekula egyetlen oxigénatomból és pár hidrogénatomból áll. Ebben az esetben a hidrogénkötések hálózata, amely pozitív töltésű hidrogénatomok és a szomszédos molekulák negatív töltésű oxigénatomjai számtalan vízmolekulát tartalmaznak együtt.
Ez a hírhedt hidrogénkötés -hálózat "bűnös" a víz ilyen titokzatos tulajdonságaiban, de a tudósok ezt eddig nem tudják vizuálisan igazolni.
Egy új tudományos munkában a történelem során először a mérnökök vizuálisan megfigyelhették, hogyan reagál a hidrogénkötések hálózata az energiaimpulzus kritikus mértékben függ a hidrogénatomok benti eloszlásának kvantummechanikai jellegétől hangerő.
Tehát a kísérlet során a kölcsönhatás vizualizálására a tudósok a SLAC MeV-UED-t használták, amely lényegében nagy sebességű "elektronikus" kamera ", amely képes rögzíteni a molekulák kisebb mozgásait az elektronáram szórásának hatása miatt tárgy.
Tehát a tudósok korábban csak 100 nanométer vastagságú vízfolyásokat hoztak létre, és infravörös lézerfénnyel megvilágították őket, ami a molekulákat szó szerint rezegtette.
Ezt követően a tudósok rövid energiájú impulzusokat kezdtek küldeni a "gerjesztett" vízmolekulákhoz.
Tehát az ilyen feldolgozás során a mérnökök kellően nagy felbontású képeket kaptak a molekulák átalakuló atomszerkezetéről.
A kapott képek elemzése után a mérnökök megállapították, hogy amikor egy vízmolekula rezgési folyamatba lép, annak hidrogénatomja kezdetben magához vonz egy szomszédos molekula oxigénatomot, és csak ezután taszítja el újonnan szerzett lendülettel, növelve ezzel az intermolekuláris molekulákat távolság.
Ebben az esetben az atomok vonzása 80 femtoszekundum alatt következett be, és a vonzás-taszítás teljes folyamata legfeljebb 1 pikoszekundumot vett igénybe.
Ez a kutatás lehetővé teszi a hidrogénkötések jobb megértését egy látszólag egyszerű, de valójában a legkevésbé tanulmányozott folyadékban, mint a víz. És megérteni az oldat fázisában előforduló számos kémiai reakció természetét.
A tudósok megosztották az elvégzett munka eredményeit a Nature folyóirat oldalain.
Ha tetszett az anyag, értékelje, és ne felejtse el feliratkozni a csatornára. Köszönöm a figyelmet!