Wszyscy wiedzą, że woda przewodzi prąd - zwłaszcza ci, którzy zostali na przykład zszokowani podczas kąpieli z prysznicem elektrycznym. O dziwo, biorąc pod uwagę fakt, że woda jest jedną z najbogatszych substancji na planecie, nikt tak naprawdę nie rozumiał jej właściwości.

Zjawisko zaangażowane w proces przewodzenia elektryczności - znane jako mechanizm Grotthussa - jest stosunkowo proste: w zasadzie woda może przenosić protony z jednej cząsteczki do drugiej za pośrednictwem atomów tlenu (możesz zobaczyć, jak działa ten mechanizm na obrazku poniżej). Ale szczegóły tego, jak dokładnie to się dzieje, intrygują naukowców od ponad 200 lat!

Silnik Grotthuss w akcji

Tajemnica odkryta

Według Fiony MacDonald of Science Alert, która położyła kres tej tajemnicy, była grupa badaczy kierowana przez profesora chemii na Uniwersytecie Yale. Naukowcom udało się - po raz pierwszy w historii - zarejestrować transfer cząstek między cząsteczkami wody za pomocą spektroskopii, techniki, w której naukowcy wykorzystują promienie świetlne do obserwowania zachowania tych struktur.

Naukowcy po raz pierwszy zaobserwowali transfer protonów

Mówiąc ściślej, naukowcom udało się zatrzymać proces, podczas którego protony są przenoszone, i zarejestrować serię zdjęć. Według Fiony naukowcy zamrozili cząsteczki ciężkiej wody (lub tlenku deuteru) prawie do zera absolutnego i obserwowali mechanizm zachodzący tak, jakby wszystko działało w zwolnionym tempie.

Obserwacje pozwoliły naukowcom śledzić sekwencje deformacji strukturalnych zachodzących podczas transferu protonów, a ta nowa wiedza może doprowadzić do lepszego zrozumienia przewodnictwa wody - procesu niezbędnego do naszego przetrwania i niezliczonych reakcji chemicznych zachodzących w ciele. Ziemia

Przewodnictwo elektryczne wody ma zasadnicze znaczenie dla życia na naszej planecie, a badania mogą pomóc nam lepiej zrozumieć otaczający nas wszechświat.

Naukowcy wyjaśnili ponadto, że zrozumienie, w jaki sposób działa ten proces, może pomóc w wyjaśnieniu innych kwestii związanych z zachowaniem wody - takich jak zdolność do całkowitego zamrożenia w temperaturze wrzenia, gdy jest ograniczona do nanorurek węglowych lub dlaczego powierzchnia jest dłuższa. lub mniej kwaśny niż reszta jego objętości.

Zespół naukowców będzie kontynuował eksperymenty - wykorzystując więcej cząsteczek wody i innych substancji - aby zobaczyć, jakie niespodzianki przynoszą. Co najciekawsze, tego rodzaju badania mogą pomóc nam lepiej zrozumieć wszechświat, w którym żyjemy.

***

Pamiętaj, że woda, aby mogła przewodzić, musi zawierać pewne cząstki, takie jak osad lub minerały - które jonizują cząsteczki, umożliwiając przepływ prądu elektrycznego. Całkowicie czysty nie przewodzi elektryczności właśnie z powodu braku wolnych cząstek.