بیگ بنگ: آب مولکول عجیب و غریبی است. علی‌رغم چیزهای بسیار عجیبی که در مورد آب کشف می‌شود، گویا همیشه جنبه‌های شگفت‌انگیزی از این مولکول وجود دارد. چندین دهه تحقیق دربارۀ این مولکول هنوز نتوانسته همه حقایق آن را برملا سازد. محققان در مطالعه جدیدی کشف کردند که آب میتواند در شرایط ِ مناسب بصورت خودبخودی هیدروژن پراکسید تولید کند؛ این امر تاکنون از دید محققان به دور مانده بود.

به گزارش بیگ بنگ، «ریچارد زِیر» شیمیدان از دانشگاه استنفورد گفت: «آب یکی از متداول‌ترین مواد است. برای سالیان ِ سال مورد مطالعه قرار گرفته و شاید فکر کنید دیگر چیز تازه‌ای برای یادگیری در خصوص این مولکول وجود ندارد. اما بار دیگر ما شوکه شدیم.» محققان وقوع این پدیده را با آب ِ خالص مورد مشاهده قرار دادند، لذا هیچ نوع آب دیگری چنین نتیجه‌ای نخواهد داد. پژوهش محققان نشان می‌دهد، تولید خودبخودی “هیدروژن پراکسید” زمانی میتواند اتفاق بیفتد که آب به قطرات ریز تبدیل شود؛ قطرات ریز آب قطری معادل 1 میکرومتر تا 20 میکرومتر دارند. 1 میکرومتر برابر است با یک هزارم میلی متر. پس می بینید که این قطره‌ها واقعا ریز و میکروسکوپی هستند. در چنین مقیاس کوچکی، شکل‌گیری خودبخودی هیدروژن پروکسید ظاهرا حتی در نبود هیچ چیز دیگری به غیر از آب صورت می پذیرد.

محققان در مقاله جدید خود بیان کردند: «این فرایند به هیچ کاتالیزگر، پتانسیل الکتریکی یا تابش نیاز ندارد. فقط آب خالص به شکل قطرات ریز در هوا میتواند زمینه را برای پیدایش هیدروژن پراکسید فراهم کند.» محققان این نتیجۀ شگفت‌آور را بصورت تصادفی در تحقیق قبلی خود بدست آوردند؛ آنها مشغول بررسی این مسئله بودند که نانوذرات و نانوسیم‌ها را چطور میتوان با استفاده از قطرات آب ساخت. آن آزمایش‌ها نشان دادند که قطرات ِ ریز آب نه تنها سنتز نانوساختارهای طلا را شتاب می بخشند، بلکه زمینه‌ساز ِ تشکیل خودبخودی آنها نیز می شوند. ریچارد و همکارانش چندین آزمایش انجام دادند؛ برای مثال، قطرات ریز آب را در جایی قرار دادند که تنها در صورت حضور هیدروژن پراکسید به رنگ آبی در می آید.

در یکی دیگر از آزمایش‌ها مشخص شد که تولید هیدروژن پروکسید ارتباط معکوسی با اندازه قطره ریز دارد؛ به عبارت دیگر، قطرات کوچکتر غلظت‌های بالاتری از مولکول به وجود می آورند. اما این رویداد چرا و چگونه اتفاق می افتد؟ فهمیدن دلیل قطعی آن دشوار است، اما محققان اینطور گمانه‌زنی می کنند که اکسایش قطرات آب به دلیل میدان الکتریکی قوی در سطح مشترک آب – هوای ِ قطرات اتفاق می افتد؛ بطوری که میدان الکتریکی به تولید رادیکال‌های هیدروکسیل می‌پردازد که با هیدروژن پراکسید ادغام می‌شوند. اگرچه این فرضیه باید در آزمایش‌های بعدی مورد سنجش قرار بگیرد، اما محققان اعلام کردند که تولید هیدروژن پراکسید خودش خالی از ابهام است و میتواند به راه‌های جدید و مقرون به صرفه‌ای برای تولید این ماده شیمیایی ختم شود.

محققان در مقاله جدید خود می‌نویسند: «ما بر این باور هستیم که این کشف میتواند فرصت‌های نوآوری متعددی را فراهم بیاورد؛ مثل تولید ارزان هیدروژن پراکسید، سنتز شیمیایی سبز، پاکسازی ایمن و پردازش غدا. از دیدگاه ما این کشف در عین حال که تعجب‌برانگیز است، میتواند از جنبه‌های علمی حائز اهمیت باشد.» یافته‌های این تحقیق در مجلۀ PNAS منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com