Физикам впервые удалось проследить, как радиация разрушает молекулы воды

1 min


Химические реакции в природе длятся очень быстро — десятки фемтосекунд, квадриллионных долей секунды. За это время атомы в молекулах исходных веществ успевают произвести процессы взаимодействия и занять свои новые позиции. При этом электроны в них взаимодействую еще быстрее — за десятки или сотни аттосекунд, тысячных долей фемтосекунды.

Ученым удалось начать изучение этих процессов за счет сверхбыстрых лазеров и ускорителей частиц, которые могут производить сверхкороткие вспышки рентгеновского и гамма-излучения длиной в несколько фемтосекунд.

Рентгеновские лучи улавливают сверхбыструю реакцию переноса протона в ионизированной жидкой воде, образуя гидроксильный радикал (ОН) и ион гидрония (H3O +)

Физики из Аргоннской национальной лаборатории с помощью этих устройств смогли впервые посмотреть, как радиация взаимодействует с водой. Эксперименты показали, как гамма-излучение выбивает электроны из ее молекул.

«Мы впервые проследили за самой быстрой химической реакцией, которая может происходить в ионизированной воде, – рождением гидроксильного радикала (-OH). Изучение такого иона важно, так как он легко проникает через различные барьеры в организме и может повреждать все важные биомолекулы, в том числе РНК, ДНК или белки».

Линда Янг, один из авторов работы.         

После того, как фотон выбивает электрон из молекулы воды в ходе взаимодействия с другими веществами, она приобретает положительный заряд и притягивает своих соседей. Когда одна из соседних молекул сближается с ней на достаточно близкое расстояние, происходит сверхбыстрая реакция, в ходе которой заряженная молекула воды отдает один из протонов и распадается. В результате этого возникает гидроксоний, комплексное соединение протона и воды (H3O+), а также OH-ион, который мгновенно соединяется с выброшенным ранее электроном.

Опыт с молекулой воды проходил с помощью сверхбыстрого и мощного рентгеновского лазера LCLS. При этом в таком эксперименте он служит как источник ионизирующего излучения, так и как средство для изучения процесса разрушения молекул воды.

Источник


Понравилось? Поделись с друзьями в соц-сетях!

B-MAG

Редакция бизнес-журнала - B-MAG.ru Мы публикуем материалы о бизнесе и деловой жизни, предпринимательстве и стартапах, инвестициях, бизнес идеях и технологиях. /Business life today – деловая жизнь сегодня/

Новые комментарии:

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

3 × три =

Choose A Format
Story
Formatted Text with Embeds and Visuals