Rewolucyjne odkrycie: badacze z Bochum rozszyfrowali strukturę wody!

Rewolucyjne odkrycie: badacze z Bochum rozszyfrowali strukturę wody!

Naukowcy z Uniwersytetu Ruhr w Bochum dokonali znaczącego odkrycia, wyjaśniając strukturę wody w stanie nadkrytycznym. Woda nadkrytyczna, występująca w ekstremalnych temperaturach i ciśnieniach, wykazuje unikalne właściwości przypominające zarówno ciecz, jak i gaz. Odkrycie to może nie tylko zrewolucjonizować zrozumienie procesów chemicznych, ale także promować praktyczne zastosowania w przemyśle. Wiadomości z Uniwersytetu Ruhr w Bochum donosi, że naukowcy obalili istniejącą wcześniej teorię, która głosiła, że ​​cząsteczki wody są ułożone w skupiska i połączone wiązaniami wodorowymi.

Zespół badawczy, w skład którego wchodzili dr Katja Mauelshagen, dr Gerhard Schwaab, prof. dr Martina Havenith, dr Philipp Schienbein i prof. dr Dominik Marx, wykorzystał połączenie spektroskopii terahercowej i symulacji dynamiki molekularnej. To połączenie metod ujawniło, że cząsteczki wody w wodzie nadkrytycznej nie są zgrupowane, jak wcześniej sądzono. Wyniki te opublikowano 14 marca 2025 roku w prestiżowym czasopiśmie Science Advances.

Szczegóły wody nadkrytycznej

Woda nadkrytyczna osiąga swój szczególny kształt w temperaturze około 375 stopni Celsjusza i pod ciśnieniem 220-krotności normalnego ciśnienia. W tym stanie woda przyjmuje różne właściwości, które można podzielić na gazowe i ciekłe. Potwierdziła to informacja z Chemia Internetu bliżej wyjaśnione, co również wskazuje na linię Widoma, która oddziela różne stany wody nadkrytycznej.

Badając te różne stany, badaczom udało się ustalić, że w wodzie w stanie ciekłym wszystkie cząsteczki łączą się poprzez wiązania wodorowe, natomiast w wodzie nadkrytycznej tworzą się izolowane klastry bez takich połączeń. Te różnice w tworzeniu klastrów i strukturze wiązań wodorowych są kluczowe dla zrozumienia właściwości fizycznych wody w różnych stanach.

Zastosowania i znaczenie

Znaczenie badań wykracza poza ustalenia akademickie. Woda nadkrytyczna jest coraz częściej stosowana w przemyśle jako rozpuszczalnik przyjazny dla środowiska. To zastosowanie mogłoby potencjalnie zrewolucjonizować wiele dziedzin przemysłu chemicznego. Symulacje przeprowadzone w Centrum Obliczeniowym Leibniza w Monachium potwierdzają wyniki i rzucają światło na znaczenie struktury wiązań wodorowych w stanie nadkrytycznym. Praca ta została również sfinansowana przez Niemiecką Fundację Badawczą i stanowi część klastra doskonałości Ruhr Explores Solvation (RESOLV).

Odkrycie i technologie, które doprowadziły do ​​tych badań, oferują ekscytujące perspektywy dla przyszłych zastosowań i głębszego wglądu w właściwości wody w jej postaci nadkrytycznej.