Австрійські вчені створили найчистішу воду в світі, навчившись вирощувати мікроскопічні “бурульки” у повному вакуумі, і знайшли дивні домішки в звичайній воді. “Рецепт” по їх виробництва був опублікований в журналі Science.
“Для того, щоб уникнути появи навіть найменших слідів домішок, нам довелося проводити цей експеримент у повному вакуумі. Іншими словами, нам потрібно було якось створити краплю води, яка ніколи не стикалася з повітрям, і “упустити” її на поверхню пластини з двоокису титану, відполірованої і очищеної на атомному рівні”, — розповідає Ульріка Дібольд (Ulrike Diebold) з Віденського університету (Австрія).
Навіть найбільш чисті зразки повітря, води та інших рідин, що містять в собі величезну кількість домішок, мікробів і вірусів. Вони не заважають життю людини та інших живих істот, проте такі забруднювачі, як показують досліди, можуть сильно змінювати хід хімічних реакцій і заважати вивченню нових фізичних і хімічних властивостей різних молекул і матеріалів.
Дібольд випадково відкрила одні з найбільш незвичайних домішок, які фактично завжди присутні навіть у найчистішій воді, вивчаючи властивості двоокису титану, головного компонента білої фарби, покриттів сонячних батарей і деяких каталізаторів.
Ця речовина, як давно знають хіміки і фізики, вміє очищати воду та інші рідкі середовища від органічних домішок, виробляючи кисень та інші агресивні молекули при освітленні сонячним світлом або ультрафіолетовою лампою. Дібольд і її команда намагалися зрозуміти, чому це відбувається, спостерігаючи за взаємодією мікроскопічних крапель надчистої та “брудної” води та платівок з двоокису титану.
Ці досліди привели до несподіваних результатів. Після вимикання лампи на поверхні пластинки виникала плівка незрозумілої природи, причому це відбувалося і при дослідах з брудною, і з чистою водою. Вивчивши її хімічний склад, австрійські дослідники виявили, що вона складається з мурашиної та оцтової кислоти, з’єднаних в наноструктури особливої форми.
- Інженери створили наноелектропаливо, яким можна “перезаряджати” батареї нескінченно
- Це одномісне таксі, що літає, може з’явитися в найближчому майбутньому (фото+відео)
- Photoflow: збирає сонячну енергію та чисту воду
- Кремнієвий порошок перетворює воду на водневе паливо (відео)
Намагаючись зрозуміти, звідки взялися ці молекули, вчені звернули увагу на те, що вони проводили досліди і виробляли чисту воду не в повному вакуумі, а в присутності повітря. Це змусило припустити, що і та, і інша органічна кислота могли потрапити в краплі з атмосфери.
Для перевірки цієї ідеї австрійські фізики придумали дотепну методику виробництва надчистої води у повному вакуумі. Для цього вони створили невелику герметичну камеру, до стелі якої була прикріплена товста металева голка. Охолодивши її до наднизьких температур, фізики впустили пари води в посудину, що призвело до формування бурульки на кінчику голки.
Видаливши залишки газу, вчені підняли температуру в камері, в результаті чого бурулька перетворилася в краплю води. Вона впала на пластинку з двоокису титану, яку фізики розмістили під голкою. Це дозволило Дібольд і її колегам простежити за тим, чи зміниться поведінка води і каталізатора.
На цей раз ніякої плівки не виникло, що одночасно підтвердило підозри фізиків і змусило їх задуматися над новою загадкою – звідки в повітрі міститься така велика кількість цих кислот і чому, як показали подальші досліди фізиків, їх концентрація не відрізняється у різних куточках планети? Відповіді на це питання поки немає, підсумовують вчені.