Хіміки з’ясували, як дощова вода перетворюється на перекис водню

Дослідники показали, що перенесення електричного заряду при контакті крапель води з твердими матеріалами може спонтанно виробляти перекис водню. Хіміки зі Стенфордського університету розробили спеціальну установку для тестування зміни властивостей води. Дослідження показало, що, коли розпорошені мікрокраплі води вдаряються об тверду поверхню, відбувається контактна електризація.

Через це частина води перетворюється в перекис водню. Цей процес може відбуватися в природному середовищі, наприклад, в частинках туману або краплях дощу, і впливати на сезонні захворювання. Ще в 2019 році вчені вперше виявили, що перекис водню спонтанно утворюється в мікроскопічних краплях звичайної води. Щоб зрозуміти, як це відбувається, хіміки побудували скляний апарат з мікроскопічними каналами, в які можна було наливати воду. Канали утворювали герметичну межу між водою і твердим тілом. Дослідники наповнили воду флуоресцентним барвником, який світиться в присутності перекису водню. Експеримент показав формування агресивної речовини в скляному мікрофлюїдному каналі, але не в об’ємній пробі води, що також містить барвник.

Додаткові дослідження показали, що перекис водню утворюється протягом декількох секунд, на межі між водою і твердим тілом. Дослідники вважають, що при ударі крапель об тверду поверхню, електричний заряд “стрибає” між двома матеріалами, рідким і твердим, створюючи нестабільні активні формами кисню. Пари цих частинок, гідроксильні радикали OH, можуть потім з’єднуватися з утворенням пероксиду водню в невеликих, але кількостях, які піддаються виявленню. Вчені відзначають, що спонтанне утворення перекису водню в природних умовах може пояснити сезонність інфекційних захворювань. Влітку більш високий відносний рівень вологості в приміщенні, як вважають вчені, сприяє тому, що активні форми кисню в краплях мають достатньо часу для знищення вірусів.

Навпаки, взимку, коли повітря всередині будівель нагрівається, а його вологість знижується, краплі випаровуються до того, як активні форми кисню можуть діяти як дезінфікуючий засіб. “Контактна електрифікація забезпечує хімічну основу для часткового пояснення сезонності вірусних респіраторних захворювань. Новий підхід до дезінфекції поверхонь – лише один з важливих практичних наслідків цієї роботи, пов’язаної з фундаментальною хімією води в навколишньому середовищі”, – говорить Річард Зорі, професор Стенфордського університету та співавтор роботи