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            讓水自動變成雙氧水的神奇現象

            作者:admin | 發布時間:2022-08-09

              回到2019年,斯坦福大學的研究人員揭示了一個驚人的發現。研究小組注意到,過氧化氫(HO,俗稱雙氧水),一種常用于消毒表面或漂白頭發的腐蝕性物質,在普通水(HO)的微觀水滴中自發形成。

              從那以后,科學家們一直試圖探索這種反應是如何發生的,以及它的一些潛在應用,比如它可能帶來的更環保的清潔方法。

              直到zui近,斯坦福大學、江漢大學、武漢大學、中國科學院的研究人員zui近的一項研究表明,水滴撞擊固體表面時會發生一種叫做接觸帶電的現象。

              帶電液體和固體材料之間的跳躍,導致不穩定的分子碎片,也稱為活性氧(ROS)。這些分子碎片被稱為羥基自由基(OH),然后可以成對結合形成過氧化氫。雖然量很少,但是可以檢測出來。

              這項新研究進一步證明,過氧化氫的接觸帶電似乎是水-固體界面的普遍現象。當水與大氣中的土壤顆粒和細顆粒接觸時,這個過程會在潮濕的環境中發生。水在任何自然形成水滴的地方,如霧和雨滴,都可以轉化為少量的活性氧。過氧化氫就是典型的例子之一。

              這項研究讓科學家們對是什么導致了這種過氧化氫的形成有了qiansuoweiyou的了解。這篇論文zui近發表在《美國國家科學院院刊》上。

              過氧化氫來源

              為了進行這項研究,研究人員制作了一個玻璃儀器,它有一個可以注水的微通道。這些通道形成一個封閉的水-固體邊界。

              研究小組將它裝滿水和一種熒光染料,這種熒光染料在過氧化氫的存在下會發光。一項實驗表明,這種刺激性化學物質存在于玻璃微流體通道中,但它不存在于大量也含有這種染料的水樣中。更多的實驗表明,過氧化氫會在幾秒鐘內在水和固體的交界處迅速形成。

              為了測量HO中額外的氧原子是來自與玻璃的反應還是來自HO本身,研究人員隨后處理了一些微流體通道的玻璃襯里。

              這些經處理的通道含有較重的氧同位素,稱為氧-18或O。通過比較水和來自經處理和未經處理的通道的過氧化氫流體的反應混合物,結果表明前者含有O的信號,這意味著固體是羥基自由基中的氧的來源,并zui終出現在過氧化氫中。

              新發現可能有助于解決科學界的一些爭議。另有研究強調過氧化氫主要是通過與臭氧氣體(O)發生化學反應產生的,有一個過程叫做空化,即在加速液體的低壓區產生蒸汽泡?,F在研究人員指出,這兩個過程都會明顯產生過氧化氫,而且量比較大。

              換句話說,所有這些過程都有助于過氧化氫的產生,但目前的研究證實,這種產生也來自內部因素,液滴通過接觸帶電與固體表面相互作用。

              季節性呼吸道病毒

              研究人員認為,這項研究成果實際上有很大的應用前景。

              當病人咳嗽、打噴嚏、唱歌,甚至只是說話時,病毒性呼吸道感染可以通過飛沫的形式在空氣中傳播。這些感染往往在冬季激增,在夏季減少。這種趨勢部分是由于人們在寒冷的季節里花更多的時間呆在封閉和可傳播的房間里。

              然而,為了工作、學習和睡眠,人們在炎熱的月份里實際上花在室內的時間幾乎一樣多。新研究的發現為冬季和更多流感病例之間的相關原因提供了一個可能的解釋。

              在這種情況下,起作用的關鍵變量是濕度,即空氣中的含水量。在夏季,較高的室內相對濕度水平(與溫暖的室外空氣中較高的濕度有關)可能有助于液滴中的活性氧有足夠的時間殺死病毒。相反,在冬季,當建筑物內的空氣被加熱,濕度降低時,液滴被蒸發,活性氧才能起到消毒劑的作用。

              接觸帶電提供了化學基礎,可以部分解釋為什么病毒性呼吸道疾病具有季節性特征。因此,未來的研究計劃調查建筑物室內濕度水平與傳染病的存在和傳播之間的關系。

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