Технології

Фізикам вперше вдалося простежити, як радіація руйнує молекули води

Вчені вперше простежили за процесом руйнування води радіацією. Про це пише прес-служба Аргонської національної лабораторії (ANL) з посиланням на статтю в науковому журналі Science.

Хімічні реакції в природі тривають дуже швидко — десятки фемтосекунд, квадрильйонів часток секунди. За цей час атоми в молекулах вихідних речовин встигають зробити процеси взаємодії і зайняти свої нові позиції. При цьому електрони в них взаємодіють ще швидше — за десятки або сотні аттосекунд, тисячних часток фемтосекунди.

Вченим вдалося почати вивчення цих процесів користуючись лазерами та надшвидкими прискорювачами частинок, які можуть виробляти надкороткі спалахи рентгенівського і гамма-випромінювання довжиною в кілька фемтосекунд.

Рентгенівські промені вловлюють надшвидку реакцію переносу протона в іонізованій рідкій воді, утворюючи гідроксильний радикал (ОН) та іон гідронія (H3O +)

Фізики з Аргоннської національної лабораторії за допомогою цих пристроїв змогли вперше подивитися, як радіація взаємодіє з водою. Експерименти показали, як гамма-випромінювання вибиває електрони з її молекул.

«Ми вперше простежили за найшвидшою хімічною реакцією, яка може відбуватися в іонізованій воді, – народженням гідроксильного радикала (-OH). Вивчення такого іона важливо, оскільки він легко проникає через різні бар’єри в організмі і може пошкоджувати всі важливі біомолекули, в тому числі РНК, ДНК або білки», — стверджує Лінда Янг, один з авторів роботи.

Після того, як фотон вибиває електрон з молекули води у ході взаємодії з іншими речовинами, вона здобуває позитивний заряд і притягує своїх сусідів. Коли одна з сусідніх молекул зближується з неї на досить близьку відстань, відбувається надшвидка реакція, в ході якої заряджена молекула води віддає один з протонів і розпадається. В результаті цього виникає гідроксоній, комплексне з’єднання протона і води (H3O+), а також OH-іон, який миттєво з’єднується з викинутим раніше електроном.

Дослід з молекулою води проходив за допомогою надшвидкого і потужного рентгенівського лазера LCLS. При цьому в такому експерименті він служить як джерело іонізівного випромінювання, так і як засіб для вивчення процесу руйнування молекул води.

Натхнення: hightech.fm

Кнопка «Наверх»
Закрыть