Nešto se čudno može dogoditi kapljicama?
Naučnici su 2019. otkrili nešto neobično – kapljice vode mogu u nekom trenutku formirati male, ali značajne količine vodonik peroksida (H2O2). Da, radi se o istoj kiselini koju koristimo za izbeljivanje kose ili dezinfekciju rana. Sada su istraživači ustanovili da se ova spontana reakcija događa i kontaktu s čvrstim površinama i da može igrati ulogu u sezoni gripa. „Mislimo da znamo toliko o vodi, supstanci s kojom se najčešće susrećemo, ali onda shvatimo da to nije tako”, rekao je hemičar Ričard Zare sa Univerziteta Stanford.
Voda je obično prilično stabilna, ali izgleda da se njeno ponašanje menja ako se rasprši na jako sitne kapljice. Naime, kako se predmeti smanjuju, njihov relativni volumen smanjuje se brže od površine. To znači da će sićušna kapljica vode imati mnogo veći udeo svojih molekula izloženih okolini nego one koje se nalaze u čaši, kanti ili jezeru. Upravo na izloženoj površini nastaje vodonik peroksid, piše Science Alert.
Zare i kolege sa Univerziteta Đanghan su pomoću boje koja svetli u prisutnosti H2O2 mapirali pojavu te kiseline u kapljicama koje su u kontaktu sa staklenom površinom. Otkrili su da vodonik peroksida najviše ima na mestima gde dve materije dolaze u dodir. Ustanovili su da H2O2 nastaje i kada kapljice vode dođu u dodir s devet drugih krutih tvari, uključujući tlo ili prašinu koja lebdi u vazduhu. U prethodnom istraživanju otkrili su da se taj proces događa spontano, odnosno sam od sebe, kada na hladnim površinama počne da se kondenzuje voda iz vazduha. Štaviše, količina H2O2 raste sa iznosom vlage. „Izgleda da je uzrok kontaktna elektrifikacija”, objasnio je Zare.
Da bi otkrili odakle kapljice uzimaju dodatni atom kiseonika, naučnici su staklenu površinu tretirali njegovim teškim izotopom (18O). Videli su kako su kapljice vode formirale vodonik peroksid uzimanjem atoma 18O sa staklene površine i otkrili da su za to odgovorni reaktivni elementi vodonika i kiseonika, koji se nazivaju hidroksilni radikali, a bili su vezani za površinski materijal.
Kada je nastala kiselina, istraživači su izmerili protok električne energije i potvrdili nalaze pređašnjih studija, koje ukazuju na to da se pri stvaranju hidroksilnih radikala odvija izmena elektrona tokom procesa kontaktne elektrifikacije. To, naravno, ne isključuje mogućnost da se neki od materijala mogu dobiti iz drugih izvora u okolini, poput ozona (O3), ali potvrđuje da su za nastanak H2O2 dovoljne samo kapljice vode i čvrsta površina.
„Kontaktna elektrifikacija pruža i hemijsku osnovu za delimično objašnjenje sezonalnosti virusnih respiratornih bolesti”, zaključio je Zare. Naime, topli i vlažni letni vazduh može sadržati male količine vodonik peroksida, što bi moglo predstavljati prepreku za patogene. Istraživanje pod nazivom Water-solid contact electrification causes hydrogen peroxide production from hydroxyl radical recombination in sprayed microdropletsobjavljeno je u časopisu PNAS.
(Indeks)
