世紀大發現! 水竟能在空氣中自發生產過氧化氫 科學家驚呆了

世紀大發現! 水竟能在空氣中自發生產過氧化氫 科學家驚呆了

水是一種奇怪的分子,經過幾個世紀的研究,無論我們發現它有多少奇怪,似乎還是有更多意想不到的驚喜等待著我們。一項新的研究中,美國科學家發現,水可以自發的產生過氧化氫(hydrogen peroxide),這化學竅門竟隱藏在我們眼前,直到現在才被發現。

史丹佛大學的化學家Richard Zare表示,「水是最常見的東西之一,它已經被研究了許多許多年,你會認為這分子不能再變出新花樣,但又有一個大驚喜了。」

該團隊表示,當水被原子化成微水滴時,過氧化氫會自發的產生,微水滴直徑僅為1微米至20微米。一微米只有千分之一毫米,所以這裡談論的是非常微小的水滴,在這種無限小的尺度裡,除了水之外沒有其他任何東西,卻能自發形成過氧化氫。

研究員表示,「這過程中不需要任何化學試劑、催化劑、施加電位或輻射。只需要空氣中有微水滴的純水就能出現過氧化氫。」

該團隊在之前的研究中不小心發現了這令人驚訝的結果,之前他們研究如何使用水滴創建金納米粒子和納米線。他們發現,微水滴不僅加速了金納米結構的合成,而且還引起了它們的自發形成。新的研究中,Zare的團隊進行了多項測試,包括將純微水滴噴射到測試條上,測試條在過氧化氫存在的情況下會變成藍色(下方的影片可以看見)。另一項實驗發現,過氧化氫的產量與微水滴尺寸成反比,換句話說,較小的微水滴會產生較高濃度的分子。

但為什麼會發生這種情況?研究員不是很確定,但他們推測水的自發氧化,可能是因為微水滴的水與空氣界面處有強固電場所造成,電場會產生重組成過氧化氫的羥基自由基。

雖然還需要更多的研究才能測試這假設,但研究小組表示,過氧化氫本身的產生是明確的,並且可能發展出製造這常見化學物新的更環保與可持續性的方式。

作者們表示,「我們認為這發現開啟各種創新的機會,像是生產綠色和廉價的過氧化氫、綠色化學合成、安全清理和食品加工。」

Zare是一位有影響力的獲獎化學家,擁有超過11名榮譽博士學位,這發現也讓他非常驚訝。Zare表示,「我認為這可能是我做過的最重要的事情之一。」

該研究已發表在PNAS上。

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