科学家发现,水滴在冷凝时可以转化为过氧化氢 2024-08-03 06:53:33 无论是在浴缸里还是在海洋里,水是一种相对无害的物质,几乎没有化学活性。但斯坦福大学的研究人员发现,在微小水滴的尺度下,水可以变得惊人地具有活性。在只有百万分之一米宽的微小水滴中,存在的一部分水分子可以转化为一种化学物质——过氧化,过氧化氢是一种通常用作消毒剂和漂白剂的刺激性化学物质。现在,在一项新的研究中,研究小组表明,当微滴从空气中凝结到寒冷的表面上时,同样的转变也会发生。新的结果表明,水的过氧化氢转化是一种普遍现象,在雾、雾、雨滴和其他自然形成的微滴中发生。这一惊人的发现可能会导致更绿色的方法来消毒或促进化学反应。“我们已经证明,在水滴中形成过氧化氢的过程是一个广泛而令人惊讶的现象,就在我们眼皮底下发生着,”斯坦福大学人文与科学学院的化学教授、自然科学玛格丽特·布莱克·威尔伯教授、研究资深作者理查德·扎尔说。研究人员还推测,水的这种化学能力可能在数十亿年前启动地球上生命的化学过程中发挥了关键作用,也可能在生命出现之前产生了地球上的第一个大气氧气。“这种过氧化氢的自发产生可能是生命早期形成过程中缺失的一部分,”扎尔说。这项新研究发表在《美国国家科学院院刊》上,共同的主要作者是斯坦福大学的科学家李宰九和韩玄秀。去年,李和韩与扎尔和其他斯坦福大学的同事一起,首次发现了水微滴中过氧化氢的产生。一些审阅了研究结果的外部研究人员表示怀疑,这种潜在的普遍现象可能已经很久没有被发现了。关于过氧化氢到底是如何形成的争论也随之而来。争论在于,人们研究水气溶胶已经很多年了,当然,水无处不在,从现代科学的黎明开始,人们就对水进行了深入的研究,所以如果这种过氧化氢在微滴中形成是真实的,肯定有人已经看到了。“这让我们想要进一步探索这一现象,看看在其他情况下它可能会发生,同时了解更多的基本化学知识”,研究人员说。扎尔和他的同事决定研究冷凝现象,在这种情况下,微滴很容易自然形成,而不需要像喷雾器这样的外力。当空气中的水蒸气接触较冷的表面后转变成液体时,就发生冷凝。斯坦福大学的研究小组将水冷凝在多种材料表明,包括硅、玻璃、塑料和金属。然后,研究人员在凝结水上擦去一条在过氧化氢存在下会变色的试纸。果然,带子变成了蓝色。由于表面温度和测试室内的相对湿度等因素,形成的低但可检测到的过氧化氢含量(百万分之几)有所不同。研究人员还注意到,在微小水滴中形成的过氧化氢随着水滴尺寸的增大而被稀释,这也许可以解释为什么这种化学变化被忽视了这么久。新的实验也支持了研究人员关于过氧化氢是如何形成的最初假设。他们证明了在液滴周围的水和空气界面产生的强电场似乎激活了水分子,形成了各种所谓的活性氧。这些物质是不稳定的分子片段,可以快速地与其他分子反应生成过氧化氢。扎尔说,这种微液滴级别的化学物质可能在4亿多年前就已经使地球上从非生命到生命的化学转变成为可能。生命的起源有一种“先有鸡还是先有蛋”的困境,加速化学反应的催化剂分子,似乎是启动生命化学的必要条件,需要生命本身首先制造催化剂分子。但是,过氧化氢的自然生成可能反而促进了反应,导致分子构建块最终组装成复杂的、自我复制的实体。这种古老而广泛的化学反应甚至可能在生物通过光合作用产生氧气之前就为早期生命提供了氧气(因为过氧化氢分解成水和氧分子)。目前,研究人员正在研究如何利用微滴产生的过氧化氢来进行清洁和消毒。扎尔提出了一种有趣的可能性,即利用微滴及其伴随的过氧化氢从表面消除新冠病毒。 赞 (0) 相关推荐 化学幽默段子 化学幽默段子 毛细冷凝:沙堡与开尔文方程 majer @ 2020.12.11 , 11:57 来自周围空气的水蒸气会自发凝结在多孔材料内部或接触表面之间.但是,当液体层只有几个分子厚时,这种现象就超出了经典理论的适用范围. 根据最新发布在& ... 我国科学家发现宋朝时的天关客星还在爆发高能伽马光,怎么这么强 喜欢天文的朋友都知道大名鼎鼎的蟹状星云,它处于金牛座位置,源于近千年前人类目睹过的一次超新星爆发--在我国北宋时期的宋仁宗至和元年(1054年)五月(阳历7月4日),北宋司天监(官方天文机构)的官员们 ... 最新研究!科学家发现地球自转速度达50年来最快,一天的时长缩短 最新研究!科学家发现地球自转速度达50年来最快,一天的时长缩短 科学家发现地球正变得越来越暗,是什么原因,会进入冰河时代吗? 我们的地球正在持续变暗!这个发现可不是好兆头.大家可能会纳闷:地球是亮是暗,人类是怎么发现的呢?答案是通过月亮!美国新泽西理工学院的研究人员通过分析地球反射到月球表面的光,以及卫星的测量数据,蓦然发现 ... 《细胞》子刊:压力大影响免疫的新机制!科学家发现,长期心理压力通过糖皮质激素影响固有T细胞功能 不知道大家有没有这样的经历,压力一大整个人都不好了,免疫力严重下降,吃不好,睡不好,易感冒,易烦躁.如果每个人都有这种情况那就是一个需要科学解决的研究课题了. 研究表明环境引起的负面情绪或者长期心理压 ... 科学家发现电子自旋操控高速开关 来源:<中国科学报>2021-05-08 10:34 浙江大学物理学系研究员郑毅课题组.教授许祝安及中南大学物理学系教授夏庆林等首次在黑砷二维电子态中发现了外电场连续.可逆调控的强自旋轨道 ... 我科学家发现新的癫痫致病基因 来源:科技日报2021-05-08 10:42 记者6日获悉,广州医科大学廖卫平教授团队发现新的人类致病基因.该原创性研究"UNC13B variants associated with p ... 睾丸酮失效易导致严重的新冠病毒症——意大利和西班牙科学家发现一种新的治疗方法 西班牙2021年3月24日电--睾丸酮染色体的基因变异导致其功能不足,是ICU男性新冠病毒患者较多的几个原因之一.这种遗传变异常见于25%至30%的欧洲人.这当然不是唯一的解释,但它是患有严重 ... 使用常见胃药PPI需谨慎!科学家发现,质子泵抑制剂可以抑制乙酰胆碱合成,或与痴呆风险增加有关 不过最近,瑞典卡罗林斯卡医学院的Rajnish Kumar和Taher Darreh-Shori等通过计算机模拟和酶动力学研究发现,奥美拉唑等市面上常见的6种PPi,在正常的血药浓度下都能强烈抑制乙酰 ... 科学家发现地球在一个直径20亿光年的“宇宙空洞”中,咋回事? 大图模式如果太阳系没有在银河系中,而是在宇宙大尺度结构下的缝隙"宇宙空洞"里,人类会看到怎样的宇宙?浩瀚的宇宙中存在着多少颗恒星?又有多少颗行星呢?从目前的数据上来看,仅仅在银河系 ...