Su tuhaf bir molekül. Üstelik, su hakkında ne kadar tuhaf şeyler keşfedersek keşfedelim; köşede bekleyen sürprizler her zaman var gibi görünüyor. Yüzyıllardır araştırma yapılsa bile…
ABD’deki bilim insanları ise, yaptıkları yeni bir çalışmada; doğru koşullar altında suyun kendiliğinden hidrojen peroksit oluşturabildiğini keşfetmişler: Temel kimyanın tuhaf bir yönü olan bu durum, bugüne kadar bir şekilde gözden kaçmış.
Stanford Üniversitesi’nde çalışan kimyacı Richard Zare şöyle söylüyor: “Su, en yaygın bulunan maddelerden birisi. Yıllardır üzerinde çalışılan bu molekül hakkında, öğrenecek daha fazla şeyin kalmadığını düşünürsünüz”
“Fakat işte; karşımızda yeni bir sürpriz var.”
Bilim insanları, bu olgunun yalnızca saf suyla gerçekleştiğini gözlemlemiş.
Araştırma takımına göre, hidrojen peroksidin kendiliğinden oluşması; suyun mikrodamlacıklar halinde püskürtüldüğü zaman meydana geliyor. Bu mikroskobik su damlacıkları, çap olarak sadece 1 mikrometreden 20 mikrometreye kadar değişiklik gösteriyor.
Bir mikrometre, bir milimetrenin sadece binde biri. Bu yüzden, burada inanılmaz derecede ufak damlacıklardan bahsediliyor. Kendiliğinden hidrojen peroksit oluşumunun, böylesine küçük bir ölçekte gerçekleştiği görülüyor; sudan başka neredeyse hiçbir şey yokken bile…
Araştırmacılar, yeni makalelerinde şöyle yazıyor: “Bu süreç; herhangi bir kimyasal ayıraç, katalizör, elektrik yükü uygulaması veya ışınım gerektirmiyor”
“Hidrojen peroksidin ortaya çıkması için, havada sadece mikrodamlacıklar halinde saf su olması gerekiyor.”
Takım, bu şaşırtıcı sonucu; önceki araştırmada, su damlacıkları kullanılarak altın nanoparçacıkların ve nanokabloların nasıl oluşturabiliceğini araştırırken tesadüfen keşfetmiş.
Bu deneyler, su mikrodamlacıklarının hem altın nanoyapıların sentezini hızlandırdığını; hem de bunların kendiliğinden oluşmasına sebep olduğunu ortaya çıkarmış.
Zare’in takımı, bu yeni araştırmada bir dizi test yürütmüş. Bu testler arasında, yalnızca hidrojen peroksit mevcutken mavi renge dönen bir test şeridin üzerine saf su damlacıkları püskürtmek de yer alıyormuş (şerit maviye dönmüş; yukarıdaki videoya bakın).
Bir diğer deneyde ise; hidrojen peroksit üretim veriminin, mikrodamlacık boyutuyla ters orantılı olduğu ortaya çıkmış. Yani; mikrodamlacıklar ne kadar küçük olursa, molekül o kadar yüksek yoğunluklarda oluşuyormuş.
Peki bütün bunlar neden ve nasıl oluyor?
Sebebini kesin olarak bilmek zor fakat araştırmacıların tahminine göre; suyun kendiliğinden oksitlenmesi, mikrodamlacıkların sahip olduğu su-hava arayüzeyindeki güçlü ve yerleşik bir elektrik alanı sebebiyle gerçekleşiyor olabilir. Bu elektrik alanı, yeniden hidrojen perokside birleşen hidroksil radikalleri oluşturuyor.
Bu hipotezi test etmek, gelecekteki araştırmalara kalsa da; takım, hidrojen peroksit oluşumunun kesin olduğunu ve bu durumun, bu yaygın kimyasalı üretme konusunda yeni ve daha sürdürülebilir yöntemlere yol açabileceğini söylüyor.
Yazarlar şöyle yazıyor: “Bu keşfin; hidrojen peroksidin çevre dostu ve ucuz şekilde üretiminin, çevre dostu kimyasal sentezin, güvenli temizliğin ve gıda işlemenin de dahil olduğu çeşitli ve yenilikçi fırsatlara kapı aralayacağını öne sürüyoruz.”
11 onursal doktorası bulunan, etkili ve ödüllü bir kimyager olan Zare için bu keşif; şaşırtıcı olduğu kadar önemli de.
“Bence bu, şimdiye kadar yaptığım en önemli şeylerden biri olabilir” diyor.
Bulgular, PNAS bülteninde sunuldu.
ScienceAlert
