水杯中的海啸：观察水合电子的作用

发布时间：2023-02-17 20:18:14 栏目：生活

导读 水合电子在许多物理、化学和生物过程中起着重要作用。它们不与原子或分子结合，在溶液中游离。由于它们只是作为中间产品创建的，因此它们的

水合电子在许多物理、化学和生物过程中起着重要作用。它们不与原子或分子结合，在溶液中游离。由于它们只是作为中间产品创建的，因此它们的寿命非常短暂。



来自波鸿鲁尔大学鲁尔区卓越集群探索溶剂化RESOLV的团队首次能够在一项新实验中观察到水合电子在其生命周期内如何影响溶液。由Martina Havenith-Newen教授领导的研究人员在《美国国家科学院院刊》杂志上发表报告。

最简单的阴离子

“作为最简单的阴离子，水合电子代表了一个与许多自由基化学过程相关的模型系统，”Martina Havenith-Newen说。“例如，它在光化学和电化学现象，大气化学，生物物质的辐射损伤和药物治疗中的能量转移中起着重要作用。这为水合电子赢得了几十年来实验和理论小组的持续关注。

RESOLV研究人员建立了一个新颖的实验，从溶剂的角度跟踪水合电子的形成和时间演变：“在通过强烈的激光束产生后，我们能够立即观察到离域电子，”Martina Havenith-Newen说。

电荷分布延伸超过 20 埃。在500飞秒内，电荷被定位，并且出现了一个令人惊讶的稳定的局部电子，由于实验在太赫兹范围内的灵敏度，研究人员首次能够观察到其在水网络中的指纹。

“此外，我们可以观察到水震或海啸，”Martina Havenith-Newen说。研究小组能够证明这种现象是由水合电子形成过程中突然的电荷分离引起的。与带负电荷的原子离子相比，附近的水网络更松散，而不是更稳定。这意味着电子附近的单个水分子可以比在水中更自由地移动。

“因此，这种最小的阴离子具有特殊的作用，”Martina Havenith-Newen总结道。