自从陷入全球,我们可能更加意识到被微水滴包围。在潮湿的空气中或通过咳嗽、打喷嚏或说话排出的飞沫,这些飞沫可能携带微小颗粒,从污染到像。
回到 2019 年,这些环境水微粒的基本化学带来了惊喜:研究人员发现普通的、原本良性的水滴可以以某种方式自发地形成少量但大量的过氧化氢(H2氧2)。
是的,与我们用来漂白头发或消毒伤口的弱酸性物质相同。
现在,一组研究人员发现,与固体表面接触时会发生自发反应,它可能在流感季节性中发挥作用。
“我们认为我们对水了解很多,水是最常见的物质之一,但后来我们感到谦卑,”说斯坦福大学化学家理查德·扎尔(Richard Zare)是这两项发现的一部分。
总的来说,水是相当稳定的,但相比之下,将其分成微小的水滴似乎会极大地改变它的行为方式。
当物体尺寸缩小时,它们的相对体积减小得比表面积减小得更快。这意味着,与玻璃、水桶或湖泊中的水滴相比,微小的水滴暴露在周围环境中的分子比例要大得多。
江汉大学化学家 Bolei Chen、Zare 及其同事证实,正是在暴露的表面形成了过氧化氢。
使用在 H 存在下发光的染料2氧2研究小组绘制了它在接触玻璃表面的液滴中的出现情况,发现它最集中在两种物质之间的界面处。
研究人员证明H2氧2当液滴接触其他九种固体(包括土壤或漂浮在空气中的细粉尘)时也会产生这种物质。
在之前的一项研究中他们还表明,当水从空气中凝结到寒冷的表面时,这种现象就会自然发生。更重要的是,H的量2氧2随湿度增加。
“看来接触起电产生过氧化氢是水-固体界面上的普遍现象,”解释线。
为了弄清楚液滴从哪里窃取了多余的氧原子,研究人员用重氧同位素处理了玻璃表面,18奥。
果然,水滴在玻璃表面形成了过氧化氢18O 原子,证实氢和氧的可激发元素称为羟基自由基附着在表面材料上的是源。
随着酸的形成,陈和团队还可以随着染料发光的增加及时测量从固体流向地面的电流。
这证实了之前的研究结果,即电子交换发生在一个称为接触带电,产生羟基自由基。
当然,这并不排除某些原材料可能由环境中的其他来源提供,例如(O3)、团队写在他们的论文中。但它确实证实只需要水滴和固体表面即可。
“接触带电为部分解释为什么病毒性呼吸道疾病具有季节性提供了化学基础,”说线。
随着温暖的夏季空气中含有少量过氧化氢的水分增加,这可能成为循环病原体需要应对的又一障碍。
相比之下,凉爽、干燥的冬季空气可能只会给病毒从一个鼻子跳到另一个鼻子上带来一点优势。
这项研究发表于美国国家科学院院刊。