Yeni bir çalışmada, bir araştırmacı ekibi ilk kez, çevredeki su tarafından nötralize edilmeden önce uyarılmış oksijen atomları tarafından yayılan floresanı kullanarak sudaki bir oksijen atomunun görüntülerini yakalamayı başardı.
Yaşam için en önemli unsurlardan biri olmasına rağmen atomik oksijen, şaşırtıcı sayıda gizemi içermeye devam ediyor; çünkü bilim adamları onun doğada nasıl tepki verdiğini hâlâ anlamıyorlar. sulu ortamlar.
Bu çok önemli bir noktadır: atomik oksijenin oksitleyici özellikleri son derece yüksektir. tıpta faydalıdır ve endüstride oksijenin suda nasıl tepki verdiğini anlamak çok önemlidir.
Bu olağanüstü soruyu yanıtlamak neredeyse imkânsızdı. teknolojik sınırlamalar.
Sudaki atomik oksijeni ölçmeye yönelik önceki girişimler, sıvının uyarılmış herhangi bir atomu hızlı bir şekilde nötralize eder kaydedilmeden önce.
Ancak şimdi, North Carolina Eyalet Üniversitesi, Princeton ve Texas A&M’den bir bilim insanı ekibi, lazer tekniği kullanarak önemli bir atılım gerçekleştirdi. femtosaniye (10⁻¹⁵ saniye) atomik oksijeni uyarma ve ortaya çıkan floresansı sönmeden önce kaydetme kapasitesine sahiptir.
sonuçları çalışmak dergisinde yayınlanan bir makalede sunuldu Doğa İletişimi.
“Ölçümler gösteriyor ki oksijen atomları varlığını sürdürüyor çalışmanın yazarları, suyun içinde onlarca mikrosaniye boyunca sıvının içine yüzlerce mikrometre nüfuz ettiğini yazdı.
“Bu gözlemlenen uzun ömürlülük önemli etkileri vargerektiğini öne sürerek mevcut reaktivite modellerini yeniden değerlendirmek ve çözünmüş atomik oksijenin taşınması”, diye ekliyor araştırmacılar.
Bu atılımı gerçekleştirmek için araştırmacılar şu bilinen tekniğe başvurdu: iki foton absorpsiyonunun neden olduğu floresansveya TALIF; ve birçok bilimsel süreçten farklı olarak bu isim aslında tanımlayıcıdır.
Bilim insanları bu bireysel oksijen atomlarını, onları soğurmaya zorlayarak ölçer. aynı anda iki foton, bu da onları heyecanlı bir duruma sokar. Temel hallerine döndüklerinde fazla enerjiyi floresans şeklinde serbest bırakırlar. Bu fazla enerjinin veya ışığın ölçülmesiBir elementin belirli formlarının konsantrasyonlarını belirlemek mümkündür.
Basit görünüyor, değil mi?? Sorun şu ki, bu uyarılmış durumların uzun sürmemesi, çünkü sıvının onları çabuk söndür.
Ancak bu sefer femtosaniye lazerin kullanımı atomları o kadar hızlı harekete geçirdi ki araştırma ekibinin atomlar için hatırı sayılır bir zaman aralığı vardı. onlar etkisiz hale getirilmeden önce yakalayın.
Myers, B. ve diğerleri / Nature Communications
Solvatlanmış oksijen atomlarının femtosaniye lazerle görselleştirilmesi
göre Phys.orgBilim adamları daha sonra floresans sonuçlarını kalibre edilmiş bir ksenon yoğunluğu sinyaliyle karşılaştırdılar, çünkü çalışma yazarlarının açıkladığı gibi bu, pratik olarak aynı iki fotonlu uyarım ve floresans şemasını sunuyor.
Bu veriler daha sonra uyarılmış atomların su molekülleriyle çarpışma sıklığını tahmin etmek için simülasyonlara eklendi. tahmini toplam 10¹⁶ cm⁻³ atom su yüzeyine yakın.
Bu konfigürasyonun anlamaya çalıştığı süreçlerden biri de bunun nedenidir. etkili dallanma, yani uyarılmış atomların fraksiyonu her biri bir foton yayar.
Çalışmanın sınırlamalarından biri, lazer ve su tarafından uyarılan bu atomlar arasındaki herhangi bir çarpışmanın her zaman bir çarpışmayla sonuçlanacağı yönündeki örtülü varsayımda yatmaktadır. uyarılmanın ortadan kaldırılmasıAtomu söndürmeden çarpışmaların meydana gelmesi mümkün olduğunda.
Böylece yazarlar yukarıda belirtilen oksijen yoğunluğu değerlerinin r olduğunu vurgulamaktadır.en iyi ihtimalle maksimum tahmini temsil edera ve kesin bir sayı değil.
Daha önce de belirtildiği gibi, çalışma aynı zamanda oksijenin aslında onlarca mikrosaniye boyunca devam eder ve yüzlerce mikrometre yolculuk yapar.
Her ne kadar bu mesafe bizim için hayal edilemeyecek kadar kısabilim adamlarının öngördüğünden çok daha yüksek; bu da gelecekteki çalışmaların bu olguyu daha derinlemesine incelemesi gerektiği ve oksijenin sudaki davranışına ilişkin mevcut modellerin güncellenmesi gerektiği anlamına geliyor.