Напълно неочаквано откритие – водата произвежда спонтанно водороден пероксид

Водата е странна молекула и без значение колко удивителни неща откриваме за нея, изглежда винаги има по-неочаквани изненади, които чакат зад ъгъла – дори и след векове на изследване.

Ето един пример: в ново проучване учените в САЩ открили, че при правилните обстоятелства водата може да произведе спонтанно водороден пероксид – една причудливост на базисната химия, криеща се от полезрението, която по някакъв начин досега е останала незабелязана.

„Водата е един от най-често срещаните материали и се изучава от много години и бихте си помислили, че няма какво повече да научите за нейната молекула“, казва химикът Ричард Заре от Университета в Станфорд.

„Но ето още една изненада.“

Учените наблюдават явлението, което се получава с чиста вода, и което не би се случило при каквато и да е друга форма на вода.


РЕКЛАМА:

***

Според екипа спонтанното производство на водороден пероксид може да се получи, когато водата се разпръсне в микрокапки: микроскопичните капчици вода са с диаметър само 1 микрометър до 20 микрометра.

Един микрометър е само една хилядна от милиметъра, така че тук говорим за невероятно мънички капчици. В такъв безкрайно малък мащаб изглежда се появява спонтанното образуване на водороден пероксид – дори при липса на почти всичко друго, освен водата.

„Този процес не изисква никакъв химически реагент, катализатор, приложен електрически потенциал или радиация“, пишат изследователите в новата си статия.

„За появата на водороден пероксид е необходима само чиста вода под формата на микрокапки във въздуха.“

Както обикновено се случва, екипът открил този изненадващ резултат случайно в предишни изследвания, проучвайки как могат да бъдат създадени златни наночастици и нанопроводници с помощта на водни капчици.

Експериментите разкрили, че водните микрокапки не само ускоряват синтеза на златните наноструктури, но и причиняват тяхното спонтанно образуване.

В новото изследване екипът на Заре провел редица тестове, включително пръскане на микроскопични капчици чиста вода върху тест лента, която трябвало да стане само синя при наличието на водороден пероксид.

Друг експеримент разкрил, че количеството на водороден пероксид е обратно пропорционален на размера на микрокапките; с други думи, по-малките микрокапки произвеждат дават по-високи концентрации на молекулата.

Но защо и как изобщо се случва това?

Трудно е да се каже със сигурност, но изследователите предполагат, че спонтанното окисляване на водата вероятно се дължи на силно вътрешно електрическо поле при взаимодействието вода-въздух на микрокапките, където електрическото поле генерира хидроксилни радикали (силно реактивни, но краткотрайни), които се рекомбинират във водороден пероксид.

Въпреки че ще са необходими и бъдещи изследвания, за да се тества тази хипотеза, екипът казва, че самото производство на водороден пероксид е недвусмислено и може да доведе до нови и по-приемливи за околната среда начини на производство на този обикновен химикал.

„Предполагаме, че това откритие отваря различни иновативни възможности, включително зелено и евтино производство на водороден пероксид, зелен химически синтез, безопасно почистване и обработка на храни“, пишат авторите.

За самия Заре – влиятелен, награждаван химик, притежаващ повече от 11 почетни отличия – откритието е толкова важно, колкото и изненадващо.

„Мисля, че това може да е едно от най-важните неща, които съм правил“, казва той.

Откритията са докладвани в PNAS.

 

Превод: Светослава Петкова-Дишкова

Източник: ScienceAlert

 

 


Европейска нощ на учените 2022 г.: