Su Nano Ölçekte Sıralanıyor
Yöntem; üst üste gelen ultra kısa lazer titreşimlerinin, sıvı yağdaki su damlacıkları ve fotonları tespit ederek sadece ara yüzeyde dağılmış olduğunu kapsar.
Yeni araştırmalar, 100 nm’lik küçük su damlacıklarının yüzeyinin ilginç bir şekilde sıralandığını gösteriyor. Oda sıcaklığında bu damlacıkların yüzeyindeki su molekülleri, normal bir su yüzeyine kıyasla çok daha güçlü bir etkileşime sahiptir. Yapısal fark; çeşitli atmosferik, biyolojik ve hatta jeolojik süreçlere ışık tutabilen, -50 °C’deki sıcaklık farkıyla ilgilidir.
Nanometrik boyuttaki su damlaları (havada damla ve aerosol olarak, vücudumuzda ilaç olarak, kaya ve petroller içinde) her yerde bulunur. Bu damlaların davranışlarını anlamak için hidrofobik ortamlarıyla nasıl etkileşimde olduklarını bilmek gerekir. Bu etkileşim, alt-nanometrik bir bölge olan kavisli bir ara yüzeyde yer alır. EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne-İsviçre’de üniversite)’deki araştırmacılar, Hollanda’daki AMOLF enstitüsü ile birlikte bu bölgede olup bitenleri gözlemleyebildiler. Damlaların yüzeyindeki moleküllerin beklenilenden çok daha fazla sayıda oldukları keşfedildi. Şaşırtıcı sonuçlar Nature Communications’da yayımlandı. Böylece atmosferik, biyolojik ve jeolojik süreçlerin daha iyi anlaşılmasına katkı sağladılar.
Ufacık Damlacıklar Üzerinde Benzersiz Bir Perspektif
EPFL’de Julia Jacobi Temel Biyofotonik Fototerapi-Laboratuvar Müdürü olan Sylvie Roke, bu damlacıkların yüzeyinin binde biri kalınlığında bir atto litre (1L=1018 aL) hacmi ile incelenmesi için benzersiz bir yöntem geliştirdi. Roke’a göre ‘Metod, sıvı yağdaki su damlacıklarının karışımında ultra kısa lazer titreşimlerinin örtüşmesini ve yalnızca ara yüzeyden dağılmış fotonların bulunmasını içeriyor. Bu fotonlar, gelen fotonların toplam frekansı ve farklı renklerine sahiptir. Bu yeni oluşturulan renkle yalnızca ara yüzün yapısını bilebiliriz.’
Buzda Olduğu Kadar Güçlü Hidrojen Bağları
Su damlacıklarının yüzeyi, su moleküllerinin çok güçlü hidrojen bağı etkileşimlerinin bulunduğu süper soğutmalı (sıvı su < 0°C) suyla karşılaştırıldığında normal su yüzeyinden daha düzenli olarak sıralanmıştır. Buzda bu etkileşimler, her bir su molekülünü kararlı tetrahedral bir çevrelemeye sebep olur. Şaşırtıcı bir şekilde bu tip yapılar normalde oda sıcaklığında bile –normalde -50 °C üzerinde bulunur- bulundu.
Kimyasal Süreçler
Bu araştırma, nanometrik su damlalarının özellikleri konusunda değerli bilgiler sağlar. “Bu damlaların kimyasal özellikleri yüzeydeki su moleküllerinin nasıl düzenlendiğine bağlı, bu yüzden orada ne olduğunu anlamak gerçekten önemli” diye açıklıyor Roke. Daha fazla araştırma ile, hidrofobik bir çevreye tuzlu sudan oluşan daha gerçekçi bir deniz aerosolları modeli olan tuz ekleyerek su damlacıklarının yüzey özellikleri bulunabilir. Tuz, su etkileşimini artırabilir veya dayanıklılığını azaltabilir. Ayrıca Roke, “Veya hiç bir şey yapmayabilir, buradaki şaşırtıcı sonuçlar göz önüne alındığında, yalnızca spekülasyon yapabiliriz” diyor.
Kaynak : sciencedaily.com
