Revolutsiooniline avastus: Bochumi teadlased dešifreerivad vee struktuuri!

Revolutsiooniline avastus: Bochumi teadlased dešifreerivad vee struktuuri!

Ruhri ülikooli Bochumi teadlased tegid ülekriitilise vee struktuuri selgitades märkimisväärse avastuse. Ülikriitilisel veel, mis tekib äärmuslikel temperatuuridel ja rõhkudel, on ainulaadsed omadused, mis meenutavad nii vedelikku kui ka gaasi. See avastus ei saa mitte ainult revolutsiooniliselt muuta keemiliste protsesside mõistmist, vaid edendada ka praktilisi rakendusi tööstuses. Uudised Bochumi Ruhri ülikoolist teatab, et teadlased lükkasid ümber varem eksisteerinud teooria, mille kohaselt olid veemolekulid paigutatud klastritesse ja ühendatud vesiniksidemetega.

Uurimisrühm, kuhu kuulusid dr Katja Mauelshagen, dr Gerhard Schwaab, prof dr Martina Havenith, dr Philipp Schienbein ja prof dr Dominik Marx, kasutas terahertsspektroskoopia ja molekulaardünaamika simulatsioonide kombinatsiooni. See meetodite kombinatsioon näitas, et superkriitilises vees olevad veemolekulid ei ole rühmitatud, nagu varem arvati. Need tulemused avaldati 14. märtsil 2025 mainekas ajakirjas Science Advances.

Ülikriitilise vee üksikasjad

Ülekriitiline vesi saavutab oma erilise kuju umbes 375 kraadi Celsiuse järgi ja rõhul, mis on 220 korda suurem kui normaalrõhk. Selles olekus omandab vesi erinevaid omadusi, mida saab jagada gaasi- ja vedelikulaadseks režiimiks. Seda kinnitas saadud teave Interneti keemia täiendavalt täpsustatud, mis viitavad ka Widomi joonele, mis eraldab ülekriitilise vee eri olekuid.

Neid erinevaid olekuid uurides suutsid teadlased kindlaks teha, et vedelas vees ühenduvad kõik molekulid vesiniksidemete kaudu, samas kui ülekriitilises vees tekivad isoleeritud klastrid ilma selliste ühendusteta. Need erinevused klastrite moodustumisel ja vesiniksideme struktuuris on üliolulised vee füüsikaliste omaduste mõistmisel erinevates olekutes.

Rakendused ja tähendus

Uurimistöö tähtsus ületab akadeemilisi leide. Ülekriitilist vett kasutatakse tööstuses üha enam keskkonnasõbraliku lahustina. See rakendus võib potentsiaalselt muuta paljusid keemiatööstuse valdkondi. Münchenis Leibnizi arvutuskeskuses läbi viidud simulatsioonid toetavad tulemusi ja heidavad valgust vesiniksideme struktuuri olulisusele ülekriitilises olekus. Seda tööd rahastas ka Saksa Teadusfond ja see on osa Ruhr Explores Solvation (RESOLV) tippklastrist.

Selle uurimistööni viinud avastus ja tehnoloogiad pakuvad põnevaid väljavaateid tulevasteks rakendusteks ja sügavama ülevaate vee omadustest selle superkriitilises vormis.