Rühm teadlasi täheldas esimest korda aatomitasandil veemolekulide ebatavalist koostoimet
Esmakordselt ajaloos esines rahvusvaheline teadusrühm, mis koosnes USA riikliku kiirenduslabori (SLAC), Stanfordi ülikooli ja Stockholmi ülikooli esindajatest otsene jälgimine protsessist, mille käigus vesimolekuli moodustavad vesinikuaatomid suhtlevad naabermolekulidega laserkiirega ergastamise ajal Sveta.
Ja nii avastati ebatavaline efekt, mille käigus vesinikuaatomid tõmbasid naabermolekulide hapniku aatomeid ligi ja seejärel tõrjuti need jõuga tagasi.
Lihtne vesi ja selle keerulised koostoimed
Me kõik teame väga hästi, et iga veemolekul koosneb ühest hapniku aatomist ja paarist vesinikuaatomist. Sel juhul vesiniksidemete võrgustik, mis toimib positiivselt laetud vesiniku aatomite vahel ja naabermolekulide negatiivse laenguga hapniku aatomid omavad loendamatul hulgal veemolekule koos.
Just see kurikuulus vesiniksidemete võrgustik on "süüdi" vee sellistes salapärastes omadustes, kuid siiani ei suuda teadlased seda visuaalselt kontrollida.
Uues teaduslikus töös said insenerid esimest korda ajaloos visuaalselt jälgida, kuidas vesiniksidemete võrgu reaktsioon energiaimpulssil on kriitiline sõltuvus vesinikuaatomite jaotumise kvantmehaanilisest olemusest maht.
Nii kasutasid teadlased katse ajal interaktsiooni visualiseerimiseks SLAC MeV-UED, mis on sisuliselt kiire elektrooniline kaamera ", mis on võimeline fikseerima molekulide väiksemaid liikumisi, kuna kasutatakse vaadeldavast elektronvoo hajumise mõju objekti.
Nii on teadlased varem loonud vaid 100 nanomeetri paksused veekogud ja valgustanud neid infrapunalaservalgusega, mis pani molekulid sõna otseses mõttes vibreerima.
Pärast seda hakkasid teadlased saatma "põnevatele" veemolekulidele kõrge energiaga elektronide lühikesi impulsse.
Niisiis said insenerid sellise töötlemise käigus piisavalt kõrge eraldusvõimega pilte molekulide transformeeruvast aatomistruktuurist.
Pärast saadud piltide analüüsimist leidsid insenerid, et kui veemolekul siseneb vibratsiooniprotsessi, selgub, et selle vesinikuaatom algselt meelitab naabermolekuli hapniku aatomi enda juurde ja tõrjub selle alles siis äsja saadud hooga sel viisil, suurendades molekulidevahelist kaugus.
Sel juhul toimus aatomite tõmbamine 80 femtosekundiga ja kogu atraktsiooni-tõrjumise protsess võttis aega mitte rohkem kui 1 pikosekundit.
See uuring võimaldab paremini mõista vesiniksidemeid näiliselt lihtsas, kuid tegelikult kõige vähem uuritud vedelikus nagu vesi. Samuti saate aru paljude lahusefaasis toimuvate keemiliste reaktsioonide olemusest.
Teadlased on jaganud tehtud töö tulemusi ajakirja Nature lehtedel.
Kui teile materjal meeldis, hinnake seda ja ärge unustage kanalit tellida. Tänan tähelepanu eest!