La découverte sur l’eau qui peut révolutionner notre idée de l’évaporation et du climat sur Terre

Il faudra changer de manuels après la nouvelle découverte que le molécules d’eau à la surface de l’eau salée, ils sont organisés différemment de ce qui est théorisé.

De nombreuses réactions importantes liées aux processus climatiques et environnementaux se produisent là où les molécules d’eau interagissent avec l’air. Par exemple, le évaporacine L’eau des océans joue un rôle important dans la chimie atmosphérique et la science du climat. Comprendre ces réactions est crucial pour les efforts visant à atténuer l’impact humain sur notre planète.

La distribution des ions à l’interface air-eau peut affecter les processus atmosphériques. Cependant, jusqu’à présent, une compréhension précise du réactions microscopiques dans ces interfaces importantes.

Dans un article publié dans la revue Nature Chemistry, des chercheurs du Université de Cambridge et le Institut Max Planck pour la recherche sur les polymères en Allemagne montrent que les ions et les molécules d’eau à la surface de la plupart des solutions d’eau salée, appelées solutions électrolytiques, sont organisés d’une manière complètement différente de celle traditionnellement comprise. Cela pourrait conduire à de meilleurs modèles pour la chimie atmosphérique et d’autres applications.

Les chercheurs ont entrepris d’étudier comment les molécules d’eau sont affectées par la distribution des ions au point exact de rencontre de l’air et de l’eau. Traditionnellement, cela se faisait avec une technique appelée génération de fréquence de somme vibratoire (VSFG).

Grâce à cette technique de rayonnement laser, il est possible de mesurer les vibrations moléculaires directement au niveau de ces interfaces clés. Cependant, bien que l’intensité des signaux puisse être mesurée, la technique ne mesure pas si les signaux sont positifs ou négatifs, ce qui a rendu difficile l’interprétation des résultats dans le passé. De plus, l’utilisation exclusive de données expérimentales peut donner des résultats ambigus.

L’équipe a surmonté ces défis en utilisant une forme plus sophistiquée de VSFG, appelée VSFG avec détection hétérodyne (HD), pour étudier différentes solutions électrolytiques. Ils ont ensuite développé des modèles informatiques avancés pour simuler les interfaces dans différents scénarios.

Les résultats combinés ont montré que les ions chargés positivement, appelés cations, et les ions chargés négativement, appelés anions, sont épuisés à l’interface eau/air. Les cations et les anions des électrolytes simples orientent les molécules d’eau vers le haut et vers le bas. Il s’agit d’un renversement des modèles classiques, qui enseignent que les ions forment une double couche électrique et orientent les molécules d’eau dans une seule direction.

Le co-auteur principal, Dr Yaïr Litmandu Département de chimie Yusuf Hamieda déclaré : « Nos travaux démontrent que la surface des solutions électrolytiques simples a une distribution d’ions différente de ce que l’on pensait auparavant et que la sous-surface enrichie en ions détermine la manière dont l’interface est organisée : au-dessus se trouvent des couches d’eau pure, puis une couche d’ions. couche riche et enfin la solution saline en vrac.