Ученые из Национальной ускорительной лаборатории SLAC в США, Стэнфордского университета и Стокгольмского университета в Швеции впервые провели прямое наблюдение на тему того, каким образом атомы водорода в молекулах воды ведут себя во время контакта с соседними молекулами при воздействии с лазерным светом. Соответствующая статья была опубликована в журнале Nature.

В материале утверждается, что именно сеть водородных связей определяет загадочные свойства воды, однако ранее исследователям не удавалось напрямую наблюдать за эффектами, возникающими при контакте молекул воды со своими соседями на атомном уровне.

Проделанная работа впервые напрямую показывает, что то, каким образом сети водородных связей отреагируют на импульс энергии, зависит от распределения атомов водорода в пространстве. Исследователям удалось решить проблему за счет специальной электронной камеры, фиксирующей движения молекул через рассеивание мощного пучка электронов.

Были созданы струи жидкой воды, толщина которых составила 100 нанометров. Ученые сделали так, чтобы молекулы вибрировали с помощью инфракрасного лазерного света. Далее исследователи обеспечили движение на молекулы коротких импульсов высокоэнергетических электронов.

По итогам работы ученые смогли получить высококачественные изображения изменяющейся атомной структуры молекул. Выяснилось, что, когда в возбужденной молекуле жидкости начинается процесс вибрации, ее атом водорода притягивает атомы кислорода соседних молекулам воды ближе, а затем отталкивает их с большей силой. Таким образом пространство между молекулами расширяется.

Ранее стало известно, что российские ученые открыли вещество, которое обладает способностью катализировать электрохимические реакции получения из воды кислорода для дальнейшего использования в качестве топлива.

Ученые провели эксперименты, проверив, как гексаферриты бария ведут себя в роли вещества, ускоряющего реакцию электролиза. Оказалось, что титансодержащий гексаферрит обладает высокой кинетической активностью, связанной со значительной подвижностью носителей заряда внутри материала.