Вчені продемонстрували, як пероксид спонтанно утворюється в мікрокраплях води: влітку, коли повітря вологе, цей механізм може нейтралізувати частину вірусів, перш ніж вони когось інфікують.
©Michael Levine-Clark, Flickr
Пероксид водню (H2 O2) — найважливіший представник «активних форм кисню». Ці молекули проявляють потужні окислювальні властивості, легко пошкоджуючи живі клітини, тому часто застосовуються для дезінфекції. Пероксид безперервно утворюється і всередині самих клітин зі звичайної води, в реакціях, що протікають за участю озону (O3), а також при кавітації, на межі мікроскопічних бульбашок, де виникає сильний перепад тиску.
Нещодавно вчені зі Стенфордського університету виявили новий механізм утворення пероксиду водню, який може відігравати непомітну, але важливу роль у нашому житті — і навіть у сезонних спалахах респіраторних інфекцій. Про це Річард Зорі (Richard Zare) і його колеги пишуть у статті, опублікованій в журналі PNAS.
Автори дослідження поставили експерименти в прозорій посудині, куди вода впорскувалася під великим тиском і з додаванням барвника, який флуоресціює в присутності пероксиду. І дійсно, світіння спостерігалося на межі поділу мікрокрапель і скла. Потім експерименти провели, використовуючи скло (діоксид кремнію), що містить важкий ізотоп кисню (18О). Це показало, що додатковий атом кисню молекули H2 O2 отримують з твердої фази.
Вчені зробили висновок, що для появи пероксиду у воді досить взаємодії мікрокрапель з твердою поверхнею. При цьому відбувається Контактна електрифікація — обмін зарядів між рідкою і твердою фазами, — енергія якої здатна живити реакції з перетворенням H2O в гідроксильні радикали (OH), що утворюють потім H2 O2. Цей процес протікає далеко не так інтенсивно, як при реакціях води з озоном, зате може бути надзвичайно поширений, адже мікрокраплі вологи постійно присутні в атмосфері.
Зокрема, багато інфекцій поширюються повітряно-крапельним шляхом. Хворі виділяють вірусні частинки в безлічі крапель, які викидаються з кашлем, чханням і просто в процесі розмові і диханні. Як відомо, найсильніші спалахи таких хвороб відбуваються взимку, коли люди проводять більше часу в закритих приміщеннях: вони виявляються в більш тісному контакті, що полегшує поширення вірусів.
Але додатковий внесок може вносити і дефіцит пероксиду. Взимку повітря в приміщенні набагато сухіше і містить менше мікрокрапель вологи, а значить — і менше пероксиду. Влітку його більше, воно встигає нейтралізувати деякі вірусні частинки, перш ніж вони встигнуть комусь нашкодити.