水可以自發地產生過氧化氫

水是奇特的化學物質,無論我們發現水分子有多少特異屬性,似乎總會有更多驚喜在未來等待著我們發現——即使對它們已然經過了數個世紀的研究。

剛剛,美國科學家發現,在適當情況下,水可以自發地轉化為過氧化氫(俗稱雙氧水)——可以看做是水分子的基本特性,我們卻一直視而不見。

“水是最常見的物質之一,經過多年的研究,你會認為我們已經摸清了它的全部秘密,”斯坦福大學的化學家Richard Zare說,“但現在又是一個驚喜。”

雖然實驗裡的這種現象是發生在純淨水中,但理論上任何形式的液態水都沒有問題。

據該團隊稱,當水被霧化成微滴——直徑僅為1微米至20微米的水滴時,會出現過氧化氫的自發形成。

一微米只有千分之一毫米,所以它們確實是非常的微小。在如此微觀狀態下,無需其它條件,就出現了過氧化氫分子。

“整個過程不需要任何化學試劑、催化劑、施加電勢或輻射,空氣中只有微滴形式的純水。”

事實上,研究人員當時正嘗試利用微滴製造金納米粒子和納米線,意外地得到了上述發現。

另一項實驗表明,過氧化氫的含量與微滴尺寸成反比;換句話說,液滴越小,過氧化氫的濃度越高。

但是為什麼會如此呢?目前尚不瞭解確切的原因,但是科學家推測,水的自發氧化過程可能根源於微滴的水/空氣界面處的強固有電場,其中電場導致原子重組成過氧化氫的羥基自由基。

雖然需要更多的實驗來驗證假說,但研究團隊表示,過氧化氫本身的出現是明確的,並且可能導致相關製造產業的升級——以全新和更環保的可持續方式生產雙氧水這種常見化學品。

Zare寫道:“我們期望這一發現可以開啟多樣的未來,包括綠色和廉價的過氧化氫製造工藝,綠色化學合成,安全清潔和食品加工。”

他本人是一位有影響力的獲獎化學家,擁有不少於11名榮譽博士學位。“我認為這可能是我做過的最重要的研究之一。”他說。

PNAS報道了上述發現。

本文譯自 sciencealert,由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發佈。


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