Naukowcy opracowali nową technikę badania powłok solwatacyjnych, zapewniającą wgląd w tworzenie par jonowych i energie wiązania elektronów. Odkrycie to ma kluczowe znaczenie dla pogłębiania wiedzy w wielu obszarach nauki.
Naukowcy z Instytutu Fritza Habera, Uniwersytetu na Sorbonie i Uniwersytetu w Uppsali dokonali przełomowego odkrycia, które pogłębia naszą wiedzę na temat zachowania jonów w roztworach. Wyniki ich badań opublikowano niedawno w czasopiśmie Komunikacja przyrodnicza.
Odkrywanie tajemnic powłok solwatacyjnych
Kiedy substancje rozpuszczają się w cieczy, tworzy się „powłoka solwatacyjna” – warstwa cząsteczek rozpuszczalnika otaczających rozpuszczone cząstki. Cząsteczki rozpuszczalnika tworzące te powłoki solwatacyjne mogą nabrać zupełnie innych właściwości niż inne, „wolne” cząsteczki rozpuszczalnika.
Jednakże badanie tych powłok solwatacyjnych zawsze było wyzwaniem ze względu na ich złożony charakter i trudność w ukierunkowaniu konkretnie cząsteczek rozpuszczalnika tworzących powłoki solwatacyjne, ale nie wielu innych cząsteczek rozpuszczalnika.
Nowe okno na powłoki solwatacyjne
Zespół badawczy opracował nowatorską metodę badania tych nieuchwytnych powłok solwatacyjnych za pomocą procesu zwanego rezonansowym międzycząsteczkowym rozpadem kulombowskim (ICD).
Ich metoda polega na wzbudzaniu cząsteczek promieniami rentgenowskimi i obserwowaniu, jak oddziałują one z sąsiadami podczas procesu rozpadu. W ten sposób naukowcy mogą uzyskać szczegółowy wgląd w właściwości powłoki solwatacyjnej.
Kluczowe ustalenia
- Tworzenie par jonowych: Badanie wykazało, że specyficzny proces ICD jest silnym wskaźnikiem tworzenia par jonowych. Pary jonowe to pary naładowanych cząstek, które odgrywają kluczową rolę w wielu reakcjach chemicznych.
- Energie wiązania elektronów: badaczom udało się zmierzyć energie wiązania elektronów w cząsteczkach wody w pierwszej powłoce solwatacyjnej. Jest to znaczące osiągnięcie, gdyż pomiary te były wcześniej nieosiągalne.
Dlaczego to ma znaczenie
Zrozumienie powłok solwatacyjnych jest niezbędne w wielu dziedzinach nauki, w tym w chemii, biologii, materiałoznawstwie, naukach o atmosferze i elektrochemii.
Ta nowa metoda stanowi dla naukowców potężne narzędzie umożliwiające bardziej szczegółowe badanie tych muszli, co ma znaczenie dla tak szerokich dziedzin nauki i inżynierii.
Odniesienie: „Powłoka solwatacyjna sondowana przez rezonansowy międzycząsteczkowy rozpad kulombowski” autorstwa Rémi Dupuy, Tillmann Buttersack, Florian Trinter, Clemens Richter, Shirin Gholami, Olle Björneholm, Uwe Hergenhahn, Bernd Winter i Hendrik Bluhm, 13 sierpnia 2024 r., Komunikacja przyrodnicza.
DOI: 10.1038/s41467-024-51417-3
