Каждый школьник знает, что формула молекулы воды — H2O. Два атома водорода и один атом водорода объединяются, и газ превращается в жидкость. Но как именно это происходит? Теперь мы можем посмотреть это на видео.
О новом видео рассказал портал IFLScience. Ученым удалось запечатлеть атомы благодаря новому методу наносъемки: его разработали в этом году в Университете Иллинойса. В рамках этого метода молекулы фиксируют в микроскопических нанореакторах с сотовой структурой из стеклянных мембран, через которые зафиксированную картинку ловят мощные электронные микроскопы.
С помощью этой техники исследователи засняли химическую реакцию на частицы палладия, в рамках которой водород и кислород превращаются в воду.
Юкун Лю, руководитель исследовательской группы, объясняет, что видео — настоящий прорыв: «теперь мы наконец-то сможем увидеть глазами, как происходит реакция, и как ее можно оптимизировать».
На видео водород проникает в структуру палладия, и в результате формируется крохотный пузырек воды. Лю уверен, что это «мельчайшая частичка воды, которую видел человеческий глаз».
Кроме видеоряда, команда также зафиксировала данные с пузырька с помощью электронной спектроскопии — эту же технологию использовали, когда искали воду на Луне (но в других масштабах, конечно).
Зачем вообще это нужно и при чем тут палладий? Объясняет Винаяк Дравид, соавтор исследования: «С помощью палладия и водорода можно быстро генерировать воду в космосе без высоких температур и высокого давления — а благодаря видео мы можем разработать для этого идеальные условия». В итоге, как выяснила команда, последовательность соприкосновения газов с металлом играет ключевую роль в эффективности.
Винаяк вспоминает фильм «Марсианин», в котором герой Мэтта Дэймона сжигал ракетное топливо, чтобы получить водород, а затем добавлял к еще горячему газу кислород, чтобы произвести воду.
Если же изначально смешать палладий с водородом, космонавтам будет достаточно добавить кислород в смесь, и реакция запустится сама.
К другим новостям микромира: недавно ученые обнаружили амеб-вампиров.