Всем известно, что вода проводит электричество - особенно те, кто был шокирован во время ванны с электрическим душем, например. Однако, как ни странно, учитывая, что вода является одним из самых распространенных веществ на планете, никто не понимал этого свойства.

Явление, вовлеченное в процесс проведения электричества - известный как механизм Гроттусса - является относительно простым: в основном вода может переносить протоны от одной молекулы к другой через атомы кислорода (вы можете увидеть, как механизм работает на изображении ниже). Но подробности того, как именно это происходит, интересовали ученых уже более 200 лет!

Grotthuss двигатель в действии

Тайна разгадана

По словам Фионы Макдональд из Science Alert, которая положила конец этой тайне, была группой исследователей во главе с профессором химии в Йельском университете. Ученые смогли - впервые в истории - зафиксировать перенос частиц между молекулами воды с помощью спектроскопии, методики, в которой исследователи используют световые лучи для наблюдения за поведением этих структур.

Ученые впервые наблюдали перенос протонов

Точнее, исследователям удалось заморозить процесс, во время которого протоны переносятся, и захватить серию изображений. По словам Фионы, ученые заморозили некоторые молекулы тяжелой воды (или оксида дейтерия) почти до абсолютного нуля и наблюдали, как механизм происходит, как будто все было в замедленном движении.

Наблюдения позволили ученым проследить последовательности структурных деформаций, которые происходят во время переноса протона, и эти новые знания могут привести к большему пониманию проводимости воды - процесса, который необходим для нашего выживания и для бесчисленных химических реакций, происходящих в организме. земля.

Электропроводность воды имеет основополагающее значение для жизни на планете, и изучение может помочь нам лучше понять вселенную вокруг нас.

Исследователи также объяснили, что понимание того, как работает этот процесс, может помочь прояснить другие вопросы, связанные с поведением воды - например, его способность полностью замерзать в точке кипения, когда она ограничена углеродными нанотрубками, или почему поверхность длиннее. или менее кислый, чем остальная часть его объема.

Команда ученых продолжит свои эксперименты - используя больше молекул воды и других веществ - чтобы увидеть, какие сюрпризы они приносят. Однако самое интересное, что такого рода исследования могут помочь нам лучше понять вселенную, в которой мы живем.

***

Помните, что вода, чтобы стать проводящей, должна содержать некоторые частицы, такие как осадок или минералы, которые ионизируют молекулы, позволяя электрическим токам проходить через нее. Будучи полностью чистым, он не проводит электричество именно из-за отсутствия свободных частиц.