Bí mật 200 năm về tính dẫn điện của nước đã được giải mã

Kiến thức khoa học đơn giản mà bất cứ ai trong chúng ta đều được học và được biết thông qua nhiều kênh thông tin khác nhau đó là nước có khả năng dẫn điện. Mặc dù hiện tượng này là tương đối đơn giản nhưng chưa ai có thể giải thích được chính xác các phân tử nước đã di chuyển các proton như thế nào trong quá trình dẫn điện.

Mô hình trao đổi Proton của các phân tử nước

Nhưng giờ đây bí mật đó đã được lý giải bởi các nhà nghiên cứu thuộc ĐH Yale, đứng đầu là giáo sư hóa học Mark Johnson. Nhóm nghiên cứu đã lần đầu tiên chụp được ảnh quang phổ quá trình di chuyển các electron trong quá trình dẫn điện của các phân tử nước. Hiện tượng được gọi là cơ chế Grotthuss, đã gây nhiều bối rối cho giới khoa học trong hơn 200 năm qua.

“Quá trình cơ bản trong lĩnh vực hóa – sinh này đã từ lâu cần một lời giải thích rõ ràng”, nhà nghiên cứu Anne McCoy từ trường đại học Washington cho biết.

Sau nhiều năm nghiên cứu về tính chất hóa học của nước ở mức độ phân tử đã giúp nhóm của giáo sư Johnson đạt được thành tựu nhất định. Cụ thể hơn, nhóm đã có thể làm đóng băng các tiến trình phản ứng hóa học như là các phân tử ở trạng thái thăng hoa, tiết lộ quá trình biến đổi cấu trúc theo cơ chế Grotthuss. Để đạt kết quả chính xác hơn, nhóm chỉ làm việc với các phân tử nước nặng và đóng băng chúng ở nhiệt độ 0 tuyệt đối.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Science số vừa rồi, Johnson cho biết thêm “Về bản chất chúng tôi đã phát hiện một phiến đá Rosetta với cấu trúc thông tin mã hóa dạng màu sắc. Ngoài ra chúng tôi còn có thể phát triển thành một chuỗi các biến dạng phối hợp giống như những khung hình của 1 bộ phim”.

Phát hiện mới này cung cấp cho chúng ta thêm kiến thức về nước và tính chất của nó, hiện tượng này xuất hiện trong rất nhiều phản ứng hóa học trên Trái đất. “Và giờ đây mảnh ghép còn thiếu đã giúp chúng ta phát họa nên một bức tranh lớn hơn, phương thức di chuyển của các proton trong nước”, Giáo sư McCoy phát biểu.

Bên cạnh đó kỹ thuật mà nhóm sử dụng cũng là một cuộc cách mạng trong nghiên cứu khoa học. Phương pháp này có thể cho phép chúng ta chạm tới những tính chất khác của nước như là dạng lỏng thứ hai bí ẩn của nó, khả năng hóa rắn, nhiệt độ sôi… cùng khả năng ứng dụng nghiên cứu nhiều vật chất khác.

Trên phương diện tổng quan thì điều này là hết sức cơ bản nhưng nghiên cứu trên những điều cơ bản này sẽ đóng góp rất lớn vào toàn bộ những công trình nghiên cứu khác. Nghiên cứu về nước cùng tính dẫn điện của nó có thể tiết lộ những điều mà trước đây chúng ta bỏ sót hoặc hiểu lầm.

Theo Khampha.vn