Penemuan molekul air akan memaksa buku pelajaran ditulis ulang • Earth.com

Dalam pergeseran nyata dari pengetahuan tradisional, sebuah penelitian terbaru yang dilakukan oleh para peneliti dari Universitas… Universitas Cambridge Dan Institut Max Planck untuk Penelitian polimer Mengungkapkan wawasan perintis tentang perilaku molekul air.

Penemuan ini, yang siap untuk mengubah model buku teks, mempunyai implikasi penting bagi pemahaman kita tentang ilmu iklim dan lingkungan.

Molekul air dan air garam

Secara tradisional, dipahami bahwa molekul air pada permukaan air garam, atau larutan elektrolit, tersusun dengan cara tertentu.

Penyelarasan ini memainkan peran penting dalam berbagai proses atmosfer dan lingkungan, seperti penguapan air laut, dan merupakan bagian integral dari kimia atmosfer dan ilmu iklim.

Oleh karena itu, pemahaman komprehensif tentang perilaku permukaan ini adalah kunci untuk mengatasi dampak manusia terhadap planet kita.

Namun, metode tradisional untuk mempelajari permukaan ini, terutama menggunakan teknik yang dikenal sebagai pembangkitan jumlah frekuensi getaran (VSFG), memiliki keterbatasan.

Pembangkitan frekuensi jumlah getaran (VSFG)

Meskipun VSFG dapat secara efektif mengukur kekuatan getaran molekul pada antarmuka kritis ini, VSFG tidak dapat membedakan apakah sinyal-sinyal ini positif atau negatif.

Kesenjangan ini secara historis menyebabkan interpretasi data yang ambigu.

Tim peneliti, dengan menggunakan VSFG versi lanjutan, yang dikenal sebagai Heterodyne-detected (HD)-VSFG, dikombinasikan dengan pemodelan komputer yang canggih, telah mengatasi tantangan ini secara langsung.

Pendekatan mereka memungkinkan studi yang lebih tepat mengenai berbagai larutan elektrolit dan perilakunya pada antarmuka udara-air.

Hasil yang revolusioner

Apa yang ditemukan dari penelitian ini sungguh revolusioner. Bertentangan dengan kepercayaan lama bahwa ion membentuk lapisan ganda listrik, mengarahkan molekul air ke satu arah, penelitian ini menunjukkan skenario yang sama sekali berbeda.

Ion positif (kation) dan ion negatif (anion) ditemukan terkuras dari antarmuka air/udara.

Menariknya lagi, kation dan anion dalam elektrolit sederhana dapat mengarahkan molekul air ke arah atas dan bawah, sehingga meningkatkan model yang ada saat ini.

Dr Yair Litman Youssef Hamid, Departemen Kimiasalah satu penulis pertama studi ini, menjelaskan temuannya.

“Pekerjaan kami menunjukkan bahwa permukaan larutan elektrolit sederhana memiliki distribusi ionik yang berbeda dari perkiraan sebelumnya,” jelas Litman.

“Permukaan bawah yang diperkaya ion menentukan susunan antarmuka: di bagian atas, terdapat beberapa lapisan air murni, kemudian lapisan kaya ion, diikuti oleh air garam.”

Implikasi untuk studi molekul air

Menggaungkan pentingnya temuan ini, Dr. Kuo Yang-chiang dari Max Planck Institute, yang juga merupakan salah satu penulis pertama, menyoroti penggunaan gabungan HD-VSFG dan simulasi tingkat tinggi.

“Makalah ini menunjukkan bahwa kombinasi HD-VSFG tingkat tinggi dan simulasi adalah alat yang sangat berharga yang akan berkontribusi pada pemahaman antarmuka cairan pada tingkat molekuler,” jelas Chiang.

Profesor Misha Boone, yang mengepalai Departemen Spektroskopi Molekuler di universitas tersebut Institut Max Planck“Jenis antarmuka ini ada di mana-mana di planet ini, jadi mempelajarinya tidak hanya membantu pemahaman dasar kita, namun juga dapat menghasilkan perangkat dan teknologi yang lebih baik,” katanya. “Kami menerapkan metode yang sama untuk mempelajari antarmuka padat/cair, yang dapat menjadi Ini memiliki aplikasi potensial dalam baterai dan penyimpanan energi.

Dia menambahkan bahwa tim menerapkan metode ini untuk mempelajari antarmuka padat/cair, yang mungkin memiliki aplikasi potensial di berbagai bidang seperti baterai dan penyimpanan energi.

Singkatnya, penelitian ini merupakan perubahan paradigma dalam pemodelan kimia atmosfer dan berbagai aplikasinya, yang mewakili langkah besar dalam pemahaman kita tentang proses lingkungan.

Hal ini merupakan bukti pencarian pengetahuan yang tiada henti dan kekuatan transformatif penelitian ilmiah dalam membentuk kembali pemahaman kita tentang alam.

Studi lengkapnya dipublikasikan di jurnal Kimia alam.

—–

Suka dengan apa yang saya baca? Berlangganan buletin kami untuk mendapatkan artikel menarik, konten eksklusif, dan pembaruan terkini.

Kunjungi kami di EarthSnap, aplikasi gratis yang dipersembahkan oleh Eric Ralls dan Earth.com.

—–