Znanstvenici su po prvi puta zabilježili trenutak kada se vodik i kisik spajaju kako bi stvorili vodu na nanometarskoj razini. Ovo otkriće donosi nova saznanja o stvaranju vode na mikroskopskoj razini, s potencijalnim primjenama daleko izvan laboratorija.
Ranije ove godine, tim sa Sveučilišta Northwestern u Illinoisu razvio je inovativnu tehniku koja omogućuje praćenje molekula plina u stvarnom vremenu.
Korištenjem ultra tankih staklenih membrana nalik saću, znanstvenici su uspjeli zarobiti molekule plina unutar nanoreaktora. Zatim su, koristeći snažne transmisijske elektronske mikroskope, promatrali kako vodik i kisik međusobno djeluju na atomskoj razini, što predstavlja značajan napredak u znanosti.
Ova metoda im je omogućila da istraže zagonetku staru više od sto godina: kako rijetki metal paladij ubrzava stvaranje vode iz vodika i kisika. Prema Yukun Liu, glavnom autoru studije: “Taj fenomen poznat je već dugo, ali nismo ga mogli razumjeti na molekularnoj razini. Sada, zahvaljujući mogućnosti da izravno promatramo proces stvaranja vode i analiziramo atomske strukture, napokon možemo razumjeti što se događa tijekom reakcije.”
Promatranje vode na najmanjoj skali
Tijekom promatranja, tim je uočio kako vodik ulazi u paladij i stvara minijaturne mjehuriće vode, što je značajno otkriće u području nanotehnologije.
“Vjerujemo da smo možda vidjeli najmanji mjehurić vode ikada zabilježen,” rekao je Liu. “Ovo nismo očekivali, ali na sreću, snimili smo proces kako bismo dokazali da je ono što smo vidjeli stvarno.”
Kako bi dublje istražili proces, znanstvenici su koristili tehniku elektronske spektroskopije gubitka energije (EELS). Ova metoda, koja je prethodno korištena u indijskoj misiji Chandrayaan-1 za otkrivanje vode na Mjesecu, pomogla im je analizirati mjehuriće vode na nanometarskoj razini.
Vinayak Dravid, viši autor studije, objasnio je: “Vizualizacijom stvaranja vode na nanometarskoj razini u stvarnom vremenu identificirali smo optimalne uvjete za proizvodnju vode u uobičajenim uvjetima. Ovo otkriće ima veliki potencijal, osobito za primjene poput svemirskih putovanja, gdje bi stvaranje vode u svemiru moglo biti moguće samo uz plinove i metalne katalizatore.”
Uloga redoslijeda unosa plinova
Istraživanje je otkrilo zanimljiv i neočekivan detalj: brzina stvaranja vode značajno ovisi o redoslijedu u kojem se vodik i kisik unose u paladij. Kada se vodik doda prije kisika, reakcija teče brže i proizvodi vodu većom učinkovitošću. Ova nova saznanja mogla bi donijeti revoluciju u načinu na koji generiramo vodu, osobito u kontekstu svemirskih misija gdje su resursi ograničeni, a učinkovitost ključna.
Zamislite, astronauti bi mogli nositi paladij napunjen vodikom, a jednostavnim dodavanjem kisika tijekom misije mogli bi dobiti izvor pitke vode. Ovaj pristup eliminira potrebu za složenim sustavima filtracije vode, nudeći održiviji i učinkovitiji način za proizvodnju vode u surovim svemirskim uvjetima. Ovo otkriće moglo bi značajno unaprijediti dugoročna svemirska putovanja, čineći održavanje života na udaljenim misijama i kolonizacijama drugih planeta lakšim i sigurnijim.
Ovo istraživanje, objavljeno u Proceedings of the National Academy of Sciences, otvara uzbudljive mogućnosti za generiranje vode u dubokom svemiru i drugim ekstremnim okruženjima. Kako znanstvenici nastavljaju usavršavati ove inovativne metode, potencijalne primjene mogle bi imati značajan utjecaj, od svemirskih misija pa sve do rješavanja problema nestašice vode na Zemlji.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
