在一项新的研究中,美国科学家发现,在适当的情况下,水可以自发地产生过氧化氢
水是一种奇怪的分子,无论我们以前发现它有多么奇怪,似乎总会有更多意想不到的惊喜等待即将到来 - 即使经过几个世纪的研究。
一个典型的例子:在一项新的研究中,美国科学家发现,在适当的情况下,水可以自发地产生过氧化氢 - 一种基本化学的奇怪现象,隐藏在常见的视线中,直到现在我们才注意到这个。
“水是最常见的材料之一,它经过多年和多年的研究,你会认为这种分子没有什么可以学习,” 斯坦福大学的化学家Richard Zare说。“但这又是一个惊喜。”
虽然科学家观察到这种现象发生在纯净水中,但不仅仅是任何形式的水都可以。
据该团队称,当水被雾化成直径仅为1微米至20微米的微观水滴时,会自发产生过氧化氢。一微米只有千分之一毫米,所以我们在这里谈论的是非常微小的水滴。在这种无限小的范围内,似乎发生了过氧化氢的自发形成 - 而这里除了水之外几乎没有其他任何东西。“这个过程不需要任何化学试剂,催化剂,施加电势或辐射,”研究人员在他们的新论文中写道。“在空气中只有微滴形式的纯水才能出现过氧化氢。”
事实上,该团队在之前的研究中偶然发现了这一令人惊讶的结果,研究了如何使用水滴创建金纳米粒子和纳米线。
这些实验表明,水微滴不仅加速了金纳米结构的合成,而且还引起了它们的自发形成。
在新的研究中,Zare的团队进行了多项测试,包括将纯水微滴喷射到测试条上,测试条在过氧化氢存在的情况下只会变成蓝色(变成蓝色 - 见上面的视频)。
另一项实验表明,过氧化氢产量与微滴尺寸成反比; 换句话说,较小的微滴产生较高浓度的分子。
但是为什么以及如何发生这种情况呢?
很难确切地知道,但是研究人员推测水的自发氧化可能是由于微滴的水 - 空气界面处的强固有电场而发生的,其中电场产生重组成过氧化氢的羟基自由基。
虽然未来的研究将用于测试这一假设,但研究小组表示,过氧化氢本身的生产是明确的,并且可能导致制造这种常见化学品的新的和更环保的可持续方式。
“我们认为,这一发现打开各种创新机会,包括绿色环保和廉价的生产双氧水,绿色化学合成,安全的清洁和食品加工,” 作者写道。
对于Zare本人 - 一位有影响力的获奖化学家,拥有不少于11名荣誉博士学位 - 这一发现同样令人惊讶。
“我认为这可能是我做过的最重要的事情之一,” 他说。
PNAS报告了这些发现。