Учени са заснели как водородни и кислородни атоми се съединяват, за да образуват наноразмерни водни мехурчета.
Всички знаем уравнението - водород плюс кислород е равно на вода. Но сега учените са заснели видео в молекулярни мащаби на тази известна среща в действие, което може да доведе до нов начин за производство на големи количества питейна вода.
Известно е, че рядък елемент, наречен паладий, е добър катализатор за превръщането на газообразен водород и кислород във вода, но как точно работи той, все още не е изяснено. За целите на новото изследване изследователите от Северозападния университет използват наскоро разработена техника, за да наблюдават в точни молекулярни детайли случващото се.
Те поставят образци от паладий в нанореактори с форма на пчелна пита, обвити в ултратънка мембрана от стъкло. След това са въведени газовете. Цялото шоу е наблюдавано с помощта на високовакуумни трансмисионни електронни микроскопи.
С тези мощни нови очи екипът успява да види, че водородните атоми навлизат в паладий, което кара метала да се разширява, тъй като собствените му атоми се изтласкват по-далеч един от друг. Но по-важното е, че те виждат как на повърхността на паладий започват да се образуват малки водни мехурчета.
„Смятаме, че това е най-малкото мехурче, което някога се е образувало и което е било наблюдавано директно“, заявява Юкун Лиу (Yukun Liu), главен автор на изследването. "Не е това, което очаквахме. За щастие го записвахме, така че можем да докажем на хората, че не сме били луди“.
Воден мехур с наноразмери се образува от въздуха
Полученият видеозапис е интригуващ, тъй като ни дава възможност да наблюдаваме от първия ред, в наномащаб, най-накрая директно реакцията, за която сме учили в училище. Но изследването може да има и практически приложения.
При по-нататъшни експерименти екипът е открил оптималния метод за използване на паладий за получаване на вода. Добавянето първо на водород, а след това на кислород води до най-бърза реакция. Водородните атоми се изтласкват в метала, след което излизат обратно, когато се добави кислород, за да се получи вода на повърхността на паладия.
Екипът твърди, че мащабирането на технологията може да доведе до нови начини за генериране на вода при нужда. Един от научнофантастичните сценарии, който те очертават, включва пълнене на листове паладий с водород, натоварването им на космически кораби и използването им за генериране на питейна вода чрез добавяне на кислород при необходимост.
„Паладият може да изглежда скъп, но той може да се рециклира“, отбелязва Лиу. „Нашият процес не го консумира. Единственото нещо, което се консумира, е газ, а водородът е най-разпространеният газ във Вселената. След реакцията можем да използваме паладиевата основа многократно.“
Разбира се, това все още е далеч и може да не е практично на практика. Но все пак в близко бъдеще то може да намери приложение тук, на Земята. В края на краищата намирането на начини за генериране на питейна вода при нужда е важна потребност.
Справка: Unraveling the adsorption-limited hydrogen oxidation reaction at palladium surface via in situ electron microscopy
Yukun Liu, Kunmo Koo, Zugang Mao, +2, and Vinayak P. Dravid; Proceedings of the National Academy of Sciences September 27, 2024; 121 (40) e2408277121; https://doi.org/10.1073/pnas.2408277121
Източник: Watch: First nanoscale video of hydrogen and oxygen atoms forming water, Michael Irving,
Още по темата
Физика
Показана е нова химическа връзка, която използва само един електрон
Медицина
Пиенето на бутилирана вода е много по-вредно за вас от чешмяната вода
Технологии
Учени пускат ток в пясъка, за да спрат ерозията на крайбрежието, създавайки естествен цимент
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари