Deși fizicienii sunt deja familiarizați cu fenomenul legăturilor de hidrogen care joacă un rol cheie în configurațiile multiple ale apei, anumite detalii specifice îi uimesc în continuare. De exemplu, poziționarea particulelor care alcătuiesc apa în stare lichidă, pe care o echipă formată din cercetători la nivel internațional a reimaginat-o pentru a dezvălui cu precizie rolul flexibil pe care hidrogenul și oxigenul îl au în moleculele de apă.

Rezultatele ar putea oferi indicii referitoare la modelarea cuantică a legăturilor de hidrogen, ajutând la îmbunătățirea teoriilor care explică de ce apa are niște proprietăți atât de interesante.

„Acest studiu a deschis, cu adevărat, noi oportunități în ceea ce privește studiul apei”, a transmis fizicianul Xijie Wang. „Acum că putem vedea, în sfârșit, cum se transformă legăturile de hidrogen, ne dorim să conectăm aceste mișcări cu tabloul mai amplu, care ar putea pune într-o nouă lumină felul în care apa a dus la originea și la perpetuarea vieții pe Pământ, și să încercăm astfel să găsim metode avansate de obținere a energiei regenerabile”, au mai spus cercetătorii.

Izolată, o singură moleculă de apă este o „bătălie constantă” pentru electroni, între doi atomi de hidrogen și unul de oxigen. Având mai mulți protoni, oxigenul obține ceva mai mulți electroni, iar asta înseamnă că micii atomi nu sunt încărcați pozitiv. Deși procesul poate părea clar, rămân încă multe de explicat, iar fizicienii s-au folosit de diverse metode pentru a înțelege felul în care electronii se mișcă în cursul haotic al apei și rolul pe care îl au atomii înșiși în acest scenariu, care nu sunt doar niște „spectatori” pasivi.

Pentru a găsi mai multe informații referitoare la poziționarea atomilor, echipa a utilizat un instrument ultrarapid numit MeV-UED care supune apa la o cantitate și mai mare de electroni care dețin informații cruciale referitoare la poziționarea atomilor. Astfel, a fost pozibilă realizarea unei imagini la rezoluție foarte mare care arată încrengăturile dintre hidrogen și molecule, dezvăluind felul în care atrag oxigen de la moleculele învecinate.

„Acest studiu este primul care demonstrează direct că răspunsul rețelei legăturilor de hidrogen la un impuls de energie depinde în mod esențial de natura mecanicii cuantice a felului în care sunt poziționați atomii de hidrogen, despre care se credea că ar fi responsabili pentru atributele unice ale apei”, au precizat fizicienii. 

___________________________________________________________________________________________________

Urmăriți emisiunile preferate pe protvplus.ro: