Revolucionarno odkritje: Bochumski raziskovalci razvozlali strukturo vode!

Revolucionarno odkritje: Bochumski raziskovalci razvozlali strukturo vode!

Raziskovalci na Univerzi Ruhr Bochum so prišli do pomembnega odkritja z razjasnitvijo strukture superkritične vode. Superkritična voda, ki se pojavi pri ekstremnih temperaturah in pritiskih, ima edinstvene lastnosti, ki spominjajo tako na tekočino kot na plin. To odkritje ne bi moglo le spremeniti razumevanja kemijskih procesov, ampak tudi spodbuditi praktično uporabo v industriji. Novice z Univerze Ruhr Bochum poroča, da so raziskovalci ovrgli prej obstoječo teorijo, ki je predlagala, da so molekule vode razporejene v grozde in povezane z vodikovimi vezmi.

Raziskovalna skupina, ki so jo sestavljali dr. Katja Mauelshagen, dr. Gerhard Schwaab, prof. dr. Martina Havenith, dr. Philipp Schienbein in prof. dr. Dominik Marx, je uporabila kombinacijo teraherčne spektroskopije in simulacij molekularne dinamike. Ta kombinacija metod je pokazala, da molekule vode v superkritični vodi niso združene v skupine, kot se je prej mislilo. Ti rezultati so bili objavljeni 14. marca 2025 v prestižni reviji Science Advances.

Podrobnosti o superkritični vodi

Superkritična voda doseže svojo posebno obliko pri okoli 375 stopinjah Celzija in tlaku, ki je 220-kratnik običajnega tlaka. V tem stanju voda prevzame različne lastnosti, ki jih lahko razdelimo na plinasto in tekočinsko stanje. To so potrdili podatki iz Internetna kemija dodatno pojasnjena, ki kažejo tudi na Widomovo črto, ki ločuje različna stanja superkritične vode.

Pri preučevanju teh različnih stanj so raziskovalci lahko ugotovili, da se v tekoči vodi vse molekule povezujejo preko vodikovih vezi, medtem ko se v superkritični vodi tvorijo izolirani grozdi brez takih povezav. Te razlike v tvorbi grozdov in strukturi vodikove vezi so ključne za razumevanje fizikalnih lastnosti vode v različnih stanjih.

Aplikacije in pomen

Pomen raziskav presega akademske ugotovitve. Superkritična voda se vse bolj uporablja kot okolju prijazno topilo v industriji. Ta aplikacija bi lahko povzročila revolucijo na številnih področjih kemične industrije. Simulacije, izvedene v računalniškem centru Leibniz v Münchnu, podpirajo rezultate in osvetljujejo pomen strukture vodikove vezi v superkritičnem stanju. To delo je financirala tudi nemška raziskovalna fundacija in je del grozda odličnosti Ruhr Explores Solvation (RESOLV).

Odkritje in tehnologije, ki so pripeljale do te raziskave, ponujajo vznemirljive možnosti za prihodnje aplikacije in globlji vpogled v lastnosti vode v njeni superkritični obliki.