تولید هیدروژن پراکسید در قطره‌های نانومقیاس آب

با همکاری تیم‌هایی از دانشگاه‌های اصفهان و استنفورد، تشکیل خود به خود هیدروژن پرواکسید در ریزقطره‌های آب، بدون حضور هر گونه کاتالیزور یا میدان خارجی بررسی شده است.

کد خبر: ۱۰۱۲۳۵۱

سه‌شنبه - ۰۳ خرداد ۱۴۰۱ / May 24, 2022

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، با همکاری تیم‌هایی از دانشگاه‌های اصفهان و استنفورد، تشکیل خود به خود هیدروژن پرواکسید در ریزقطره‌های آب، بدون حضور هر گونه کاتالیزور یا میدان خارجی بررسی شده است.

مشاهده شده است که مه‌پاشی آب به صورت ریزقطرک‌هایی با قطر کمتر از ۲۰ میکرومتر منجر به تشکیل هیدروژن پراکسید شده و با کاهش اندازه قطرک‌ها تا ۱ میکرومتر، غلظت هیدروژن پراکسید افزایش می‌یابد. با تولید هیدروژن پراکسید در ریزقطرک‌ها، آن‌ها می‌توانند به عنوان یک باکتری‌کش عمل کنند. همچنین ممکن است که تشکیل هیدروژن پروکسید در ریزقطرک‌های تنفسی، عامل اصلی تغییرات فصلی در سرعت انتقال عفونت‌های تنفسی-ویروسی نظیر آنفلوآنزا و کووید-۱۹ باشد.

در این مطالعه، آب از طریق یک لوله مویینه و به کمک گاز نیتروژن فوق خالص که پس از عبور دادن از آب حاوی غلظت غیرقابل تشخیص از ازن است در یک محفظه بسته که قبلا از همین گاز فوق خالص پر شده بود مه‌پاشی شد تا ریز قطرک‌ها تشکیل شود. تجزیه ریز قطرک‌های جمع آوری شده، توسط رزونانس مغناطیسی هسته و همچنین روش اسپکتروفلورومتری، وجود هیدروژن پراکسید را در سطح غلظتی از ۳/۰ تا ۵/۱ میکرومولار، بسته به شرایط آزمایش، نشان می‌دهد. این یافته نشان می‌دهد که ریزقطرک‌ها، توانایی تولید هیدروژن پراکسید، به صورت خودبخودی و بدون نیاز به هر گونه کاتالیزوری، را دارا می‌باشند. هنگامی که گاز نیتروژن با هوای فشرده یا گاز اکسیژن (O ۲) جایگزین گردید، غلظت هیدروژن پراکسید به نحو چشمگیری افزایش یافت که نشان می‌دهد برهمکنش سطح مشترک گاز-مایع با اکسیژن در ریز قطرک‌های آبی باعث تشکیل هیدروژن پراکسید می‌شود.

نتایج این پژوهش که در طول فرصت مطالعاتی مسعود آیت‌اللهی مهرجردی از دانشگاه اصفهان و با همکاری محمد مفیدفر، در گروه تحقیقاتی ریچارد زر (Richard N. Zare) در دانشگاه استنفورد صورت پذیرفته در مجله Journal of the American Chemical Society با ضریب تاثیر ۴/۱۵ از انتشارات انجمن شیمی آمریکا به چاپ رسیده است.