Revoliucinis atradimas: Bochumo mokslininkai iššifruoja vandens struktūrą!

Revoliucinis atradimas: Bochumo mokslininkai iššifruoja vandens struktūrą!

Rūro universiteto Bochumo mokslininkai padarė reikšmingą atradimą, išsiaiškindami superkritinio vandens struktūrą. Superkritinis vanduo, atsirandantis esant ekstremalioms temperatūroms ir slėgiui, pasižymi unikaliomis savybėmis, kurios primena skystį ir dujas. Šis atradimas gali ne tik pakeisti supratimą apie cheminius procesus, bet ir paskatinti praktinį pritaikymą pramonėje. Naujienos iš Bochumo Rūro universiteto praneša, kad mokslininkai paneigė anksčiau egzistavusią teoriją, teigiančią, kad vandens molekulės buvo išsidėsčiusios klasteriuose ir sujungtos vandeniliniais ryšiais.

Mokslininkų komanda, kurią sudaro dr. Katja Mauelshagen, dr. Gerhard Schwaab, prof. dr. Martina Havenith, dr. Philipp Schienbein ir prof. dr. Dominik Marx, naudojo terahercinės spektroskopijos ir molekulinės dinamikos modeliavimo derinį. Šis metodų derinys atskleidė, kad vandens molekulės superkritiniame vandenyje nėra sugrupuotos, kaip manyta anksčiau. Šie rezultatai buvo paskelbti 2025 m. kovo 14 d. prestižiniame žurnale Science Advances.

Išsami informacija apie superkritinį vandenį

Superkritinis vanduo pasiekia savo ypatingą formą maždaug 375 laipsnių Celsijaus temperatūroje ir 220 kartų didesniu už normalų slėgį. Šioje būsenoje vanduo įgauna įvairių savybių, kurias galima suskirstyti į dujas ir skystį panašų režimą. Tai patvirtino informacija iš Interneto chemija toliau patikslintos, kurios taip pat nurodo Widom liniją, skiriančią skirtingas superkritinio vandens būsenas.

Tyrinėdami šias skirtingas būsenas, mokslininkai sugebėjo nustatyti, kad skystame vandenyje visos molekulės jungiasi per vandenilinius ryšius, o superkritiniame vandenyje susidaro izoliuoti klasteriai be tokių jungčių. Šie klasterių formavimosi ir vandenilio jungčių struktūros skirtumai yra labai svarbūs norint suprasti skirtingų būsenų vandens fizines savybes.

Taikymas ir prasmė

Tyrimų svarba viršija akademines išvadas. Superkritinis vanduo pramonėje vis dažniau naudojamas kaip aplinkai nekenksmingas tirpiklis. Ši programa gali sukelti revoliuciją daugelyje chemijos pramonės sričių. Leibnizo skaičiavimo centre Miunchene atliktas modeliavimas patvirtina rezultatus ir atskleidžia vandenilio jungties struktūros svarbą superkritinėje būsenoje. Šį darbą taip pat finansavo Vokietijos tyrimų fondas ir jis yra „Ruhr Explores Solvation“ (RESOLV) kompetencijos grupės dalis.

Atradimas ir technologijos, dėl kurių buvo atliktas šis tyrimas, suteikia įdomių ateities taikymo perspektyvų ir gilesnių įžvalgų apie vandens savybes jo superkritinėje formoje.