Revoluční objev: Bochumští vědci rozluštili vodní strukturu!

Revoluční objev: Bochumští vědci rozluštili vodní strukturu!

Vědci z Ruhr University Bochum učinili významný objev, když objasnili strukturu superkritické vody. Superkritická voda, která se vyskytuje při extrémních teplotách a tlacích, vykazuje jedinečné vlastnosti, které se podobají kapalině i plynu. Tento objev by mohl nejen způsobit revoluci v chápání chemických procesů, ale také podpořit praktické aplikace v průmyslu. Novinky z Porúří univerzity Bochum uvádí, že výzkumníci vyvrátili dříve existující teorii, která navrhovala, že molekuly vody byly uspořádány do shluků a spojeny vodíkovými vazbami.

Výzkumný tým složený z Dr. Katja Mauelshagen, Dr. Gerharda Schwaaba, Prof. Dr. Martina Havenith, Dr. Philippa Schienbeina a Prof. Dr. Dominika Marxe použil kombinaci terahertzové spektroskopie a simulací molekulární dynamiky. Tato kombinace metod odhalila, že molekuly vody v superkritické vodě nejsou shluky, jak se dříve myslelo. Tyto výsledky byly zveřejněny 14. března 2025 v prestižním časopise Science Advances.

Podrobnosti o nadkritické vodě

Superkritická voda dosahuje svého zvláštního tvaru při teplotě kolem 375 stupňů Celsia a tlaku 220násobku normálního tlaku. V tomto stavu získává voda různé vlastnosti, které lze rozdělit na režimy podobné plynům a kapalinám. Potvrdily to informace z Internetová chemie dále objasněny, které rovněž ukazují na linii Widom, která odděluje různé stavy superkritické vody.

Při zkoumání těchto různých stavů byli vědci schopni určit, že v kapalné vodě jsou všechny molekuly spojeny vodíkovými vazbami, zatímco v superkritické vodě se tvoří izolované shluky bez takových spojení. Tyto rozdíly v tvorbě klastrů a struktuře vodíkových vazeb jsou klíčové pro pochopení fyzikálních vlastností vody v různých skupenstvích.

Aplikace a význam

Význam výzkumu přesahuje akademické poznatky. Superkritická voda se v průmyslu stále více používá jako ekologické rozpouštědlo. Tato aplikace by mohla potenciálně způsobit revoluci v mnoha oblastech chemického průmyslu. Simulace provedené v Leibniz Computing Center v Mnichově podporují výsledky a vrhají světlo na důležitost struktury vodíkové vazby v superkritickém stavu. Tato práce byla také financována německou výzkumnou nadací a je součástí klastru excelence Ruhr Explores Solvation (RESOLV).

Objev a technologie, které vedly k tomuto výzkumu, nabízejí vzrušující vyhlídky pro budoucí aplikace a hlubší vhled do vlastností vody v její nadkritické formě.