Dansende 'adatomer' hjælper kemikere med at forstå, hvordan vandmolekyler splittes

Adatomer er individuelle atomer, der adsorberes på en overflade. Når disse atomer er mobile, kan de bevæge sig rundt på overfladen og interagere med hinanden. Denne mobilitet kan føre til dannelse af nye kemiske bindinger og brydning af gamle. I en nylig undersøgelse har kemikere brugt dansende atomer til at forstå, hvordan vandmolekyler splittes.

Vandmolekyler er sammensat af to brintatomer og et oxygenatom. Brintatomerne er bundet til oxygenatomet ved kovalente bindinger, som er stærke kemiske bindinger. Vandmolekyler kan dog også opdeles i brint- og oxygenatomer ved en proces kaldet elektrolyse. Elektrolyse er en proces, der bruger elektricitet til at bryde kemiske bindinger fra hinanden.

I den nylige undersøgelse brugte kemikere et scanning tunneling microscope (STM) til at observere adatomernes adfærd på en overflade. Et STM er et mikroskop, der bruger en skarp metalspids til at scanne en overflade. Spidsen flyttes meget tæt på overfladen, og tunneleffekten tillader elektroner at flyde mellem spidsen og overfladen. Denne strøm af elektroner skaber et billede af overfladen.

Kemikerne brugte STM til at observere adatomernes opførsel på en overflade, der var dækket af et lag af vandmolekyler. De fandt ud af, at adatomerne var i stand til at bevæge sig rundt på overfladen og interagere med hinanden. Denne mobilitet førte til dannelsen af ​​nye kemiske bindinger og brydning af gamle. Kemikerne var i stand til at bruge denne information til at forstå, hvordan vandmolekyler splittes.

Resultaterne af denne undersøgelse kan have betydning for udviklingen af ​​nye vandopdelingsteknologier. Vandspaltning er en lovende måde at producere brintbrændstof på, som er en ren og vedvarende energikilde. Men de nuværende vandopdelingsteknologier er ineffektive. Resultaterne af denne undersøgelse kan føre til udviklingen af ​​nye vandopdelingsteknologier, der er mere effektive og omkostningseffektive.