水可以自发地产生过氧化氢

水是奇特的化学物质,无论我们发现水分子有多少特异属性,似乎总会有更多惊喜在未来等待着我们发现——即使对它们已然经过了数个世纪的研究。

刚刚,美国科学家发现,在适当情况下,水可以自发地转化为过氧化氢(俗称双氧水)——可以看做是水分子的基本特性,我们却一直视而不见。

“水是最常见的物质之一,经过多年的研究,你会认为我们已经摸清了它的全部秘密,”斯坦福大学的化学家Richard Zare说,“但现在又是一个惊喜。”

虽然实验里的这种现象是发生在纯净水中,但理论上任何形式的液态水都没有问题。

据该团队称,当水被雾化成微滴——直径仅为1微米至20微米的水滴时,会出现过氧化氢的自发形成。

一微米只有千分之一毫米,所以它们确实是非常的微小。在如此微观状态下,无需其它条件,就出现了过氧化氢分子。

“整个过程不需要任何化学试剂、催化剂、施加电势或辐射,空气中只有微滴形式的纯水。”

事实上,研究人员当时正尝试利用微滴制造金纳米粒子和纳米线,意外地得到了上述发现。

另一项实验表明,过氧化氢的含量与微滴尺寸成反比;换句话说,液滴越小,过氧化氢的浓度越高。

但是为什么会如此呢?目前尚不了解确切的原因,但是科学家推测,水的自发氧化过程可能根源于微滴的水/空气界面处的强固有电场,其中电场导致原子重组成过氧化氢的羟基自由基。

虽然需要更多的实验来验证假说,但研究团队表示,过氧化氢本身的出现是明确的,并且可能导致相关制造产业的升级——以全新和更环保的可持续方式生产双氧水这种常见化学品。

Zare写道:“我们期望这一发现可以开启多样的未来,包括绿色和廉价的过氧化氢制造工艺,绿色化学合成,安全清洁和食品加工。”

他本人是一位有影响力的获奖化学家,拥有不少于11名荣誉博士学位。“我认为这可能是我做过的最重要的研究之一。”他说。