Ученые раскрыли тайну движения протонов в воде, что может изменить будущее энергетики и биомедицины

Новое исследование, проведенное учеными Йельского университета, представляет собой прорыв в понимании фундаментальных процессов, происходящих в воде. Ученые впервые смогли напрямую измерить время, необходимое протонам для перемещения через крошечный кластер заряженной воды, открывая новые возможности для разработки инновационных технологий в энергетике, биомедицине и других областях.

Исследовательская группа под руководством профессора Марка Джонсона использовала уникальный масс-спектрометр, который разрабатывался в лаборатории на протяжении многих лет. Они использовали органическую молекулу 4-аминобензойной кислоты, содержащую шесть молекул воды и избыточный протон, чтобы отследить «прыжки» протонов, обусловленные водородной сетью – своеобразной «такси» для заряда.

Эксперименты проводились на огромном (30 метров) масс-спектрометре, где молекулы охлаждались почти до абсолютного нуля и подвергались серии лазерных импульсов. Это позволило точно определить точки старта и назначения протонов, несмотря на то, что промежуточные стадии химических реакций остаются невидимыми.

Полученные данные помогут ученым лучше понять ключевые свойства воды и протонную проводимость. В частности, это может внести вклад в разработку новых источников энергии, таких как реактивное топливо, а также в дальнейшие исследования в области биомедицины и разработки новых технологий, включая, например, новое поколение двигателей, основанных на преобразовании хаоса в порядок.