Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Kemikere ser nærmere på stedet, hvor vand møder luft

Skematisk vandoverflade, hvor den spektrale signatur af et isotopisk mærket vandmolekyle er isoleret med to infrarøde lasere. Kredit:Nan Yang

Vand, på trods af dens centrale plads i så mange processer, der er afgørende for livet på Jorden, forbliver et kemisk mysterium i mange henseender. Et af disse mysterier er vandets natur på det nøjagtige punkt, hvor det kommer i kontakt med luft.

En undersøgelse fra Yale kemiprofessor Mark Johnsons og University of Washington kemiprofessor Anne McCoys laboratorier tilbyder et nyt niveau af observation og analyse.

De giver den første direkte måling af variationer i frekvens og kompleksitet forbundet med bundne oxygen- og hydrogenatomer (OH) på overfladen af ​​vand - når en af ​​OH-grupperne stikker ud af den. Forskerne tilbyder også den første måling af, hvordan disse OH-grupper er koblet sammen på vandets overfladeplan.

"Vores arbejde er virkelig et grundlæggende videnskabeligt bidrag. Dets betydning ligger i, at elementær mekanik og vands kemiske egenskaber er vigtige på mange områder, og mange forskere er involveret i at simulere denne adfærd ud fra første principper. Vi giver et kvantitativt benchmark til at kalibrere sådanne simuleringer, sagde Johnson, hvem er Arthur T. Kemp professor i kemi ved Yale.

Johnsons arbejde har fremhævet en række af de kemiske egenskaber ved vand - ofte ved hjælp af instrumenter designet og bygget på Yale. Blandt laboratoriets mange opdagelser er innovative anvendelser af elektrospray-ionisering, som blev udviklet af den afdøde Yale Nobelpristager John Fenn, og måder at fastfryse kemiske processer i vand for at afsløre de forvrængede arrangementer af atomer under en reaktion.

Den nye undersøgelse vises i onlineudgaven den 18. april af Videnskab . Den første forfatter til undersøgelsen er Nan Yang og medforfattere er Chinh Duong og Patrick Kelleher - alle fra Yale.