Revolučný objav: Bochumskí vedci rozlúštili vodnú štruktúru!

Revolučný objav: Bochumskí vedci rozlúštili vodnú štruktúru!

Výskumníci z Ruhr University Bochum urobili významný objav tým, že objasnili štruktúru superkritickej vody. Superkritická voda, ktorá sa vyskytuje pri extrémnych teplotách a tlakoch, vykazuje jedinečné vlastnosti, ktoré pripomínajú kvapalinu aj plyn. Tento objav by mohol spôsobiť revolúciu nielen v chápaní chemických procesov, ale aj podporiť praktické aplikácie v priemysle. Správy z Ruhr University Bochum uvádza, že výskumníci vyvrátili predtým existujúcu teóriu, ktorá navrhovala, aby boli molekuly vody usporiadané do zhlukov a spojené vodíkovými väzbami.

Výskumný tím pozostávajúci z Dr. Katja Mauelshagen, Dr. Gerharda Schwaaba, Prof. Dr. Martina Havenith, Dr. Philippa Schienbeina a Prof. Dr. Dominika Marxa použil kombináciu terahertzovej spektroskopie a simulácií molekulovej dynamiky. Táto kombinácia metód odhalila, že molekuly vody v superkritickej vode nie sú zoskupené, ako sa pôvodne predpokladalo. Tieto výsledky boli zverejnené 14. marca 2025 v prestížnom časopise Science Advances.

Podrobnosti o superkritickej vode

Superkritická voda dosahuje svoj špeciálny tvar pri teplote okolo 375 stupňov Celzia a tlaku 220-násobku normálneho tlaku. V tomto stave voda nadobúda rôzne vlastnosti, ktoré možno rozdeliť na režimy podobné plynom a kvapalinám. Potvrdili to informácie z Internetová chémia ďalej objasnené, ktoré tiež poukazujú na líniu Widom, ktorá oddeľuje rôzne stavy superkritickej vody.

Pri skúmaní týchto rôznych stavov boli vedci schopní určiť, že v kvapalnej vode sa všetky molekuly spájajú vodíkovými väzbami, zatiaľ čo v superkritickej vode sa vytvárajú izolované zhluky bez takýchto spojení. Tieto rozdiely v tvorbe klastrov a štruktúre vodíkových väzieb sú kľúčové pre pochopenie fyzikálnych vlastností vody v rôznych skupenstvách.

Aplikácie a význam

Význam výskumu presahuje akademické zistenia. Superkritická voda sa v priemysle stále viac používa ako ekologické rozpúšťadlo. Táto aplikácia by mohla potenciálne spôsobiť revolúciu v mnohých oblastiach chemického priemyslu. Simulácie uskutočnené v Leibniz Computing Center v Mníchove podporujú výsledky a vrhajú svetlo na dôležitosť štruktúry vodíkovej väzby v superkritickom stave. Táto práca bola financovaná aj Nemeckou výskumnou nadáciou a je súčasťou klastra výnimočnosti Ruhr Explores Solvation (RESOLV).

Objav a technológie, ktoré viedli k tomuto výskumu, ponúkajú vzrušujúce vyhliadky na budúce aplikácie a hlbší pohľad na vlastnosti vody v jej nadkritickej forme.