Un nuevo experimento ha permitido observar los efectos de un electrón en disolución sobre el líquido que lo rodea.
Los llamados electrones hidratados desempeñan un papel fundamental en muchos procesos físicos, químicos y biológicos. No están ligados a ningún átomo o molécula y se encuentran libres en la solución. Como sólo se crean como producto intermedio, su vida es extremadamente corta. El equipo del Cluster of Excellence Ruhr Explores Solvation RESOLV de la Universidad del Ruhr de Bochum pudo observar por primera vez en un experimento novedoso cómo afecta el electrón hidratado a la solución durante su vida útil. Los investigadores dirigidos por la profesora Martina Havenith-Newen informan de ello en la revista Proceedings of the National Academy of Science PNAS del 15 de febrero de 2023.
"Como el anión más simple, los electrones hidratados representan un sistema modelo que es relevante en una multitud de procesos químicos radicales", dice Martina Havenith-Newen, describiendo la importancia del objeto de estudio. "Por ejemplo, desempeña un papel importante en la transferencia de energía durante fenómenos foto y electroquímicos, en la química atmosférica, en el daño por radiación de sustancias biológicas y en la terapia médica". Esto ha hecho que el electrón hidratado haya merecido la atención permanente de grupos experimentales y teóricos durante varias décadas.
Los investigadores de RESOLV han puesto en marcha un experimento novedoso para seguir la formación y evolución temporal del electrón hidratado desde la perspectiva del disolvente: "Inmediatamente después de su generación mediante un intenso rayo láser, pudimos observar un electrón deslocalizado", describe Martina Havenith-Newen. La distribución de la carga se extiende a lo largo de 20 angstroms. En 500 femtosegundos, la carga se localiza y surge un electrón localizado sorprendentemente estable, cuya huella en la red de agua los investigadores pudieron observar por primera vez gracias a la sensibilidad del experimento en el rango de los terahercios.
"Además, pudimos observar un terremoto de agua o un tsunami", afirma Martina Havenith-Newen. El equipo pudo demostrar que este fenómeno está causado por la repentina separación de cargas durante la formación del electrón hidratado. A diferencia de los iones atómicos cargados negativamente, la red de agua en las inmediaciones es más suelta y no más estable. Esto significa que las moléculas de agua individuales en las inmediaciones del electrón pueden moverse más libremente que en el agua. "Este anión más pequeño adquiere por tanto un papel especial", resume Martina Havenith-Newen.
Decenas de miles de catalizadores viables en el diámetro de un cabello
En la búsqueda de catalizadores para la transición energética, los materiales compuestos por al menos cinco elementos se consideran muy prometedores. Pero en teoría existen millones de ellos. ¿Cómo identificar el más potente? Un equipo de investigación de Bochum dirigido por el profesor Alf ... más
Proteger los biocatalizadores del oxígeno
Ciertas enzimas de bacterias y algas pueden producir hidrógeno molecular a partir de protones y electrones, un vector energético en el que caben muchas esperanzas. Lo único que necesitan para ello es energía luminosa. El mayor obstáculo para su uso es que se destruyen al contacto con el oxí ... más
Los cubos superan a las esferas como partículas catalizadoras
Hasta la fecha, las nanopartículas como catalizadores del hidrógeno verde han sido como remeros en un ocho: los investigadores sólo podían medir su rendimiento medio, pero no determinar cuál era el mejor. Esto ha cambiado ahora tras el desarrollo de un nuevo método por el grupo dirigido por ... más
