Invisible para el ojo humano, las interacciones moleculares entre gases y líquidos sustentan gran parte de nuestras vidas, incluida la absorción de moléculas de oxígeno en nuestros pulmones, muchos procesos industriales y la conversión de compuestos orgánicos en nuestra atmósfera. Pero las dificultades para medir gas-líquidoLas colisiones hasta ahora han impedido la exploración fundamental de estos procesos.
Kenneth McKendrick y Matthew Costen, ambos en la Universidad Heriot-Watt, en Edimburgo, Reino Unido, esperan que su nueva técnica para permitir la visualización de las moléculas de gas que rebotan en una superficie líquida ayude a los climatólogos a mejorar sus modelos atmosféricos predictivos. La técnica se describeen El diario de la física química , de AIP Publishing.
"La molécula de interés en nuestro estudio, el radical hidroxilo, es un fragmento inestable de una molécula que afecta la totalidad de la comprensión de la química atmosférica y las cosas que realmente afectan el clima", dijo McKendrick. "Algunas de estas importantes reacciones OHtienen lugar en la superficie de las gotas de líquido, pero no podemos ver las interacciones de la superficie directamente, por lo que medimos las características de las moléculas dispersas de las películas en tiempo real para inferir lo que sucedió durante su encuentro con el líquido ".
Las láminas láser son la clave de la técnica, induciendo una señal fluorescente de corta duración de cada molécula a medida que pasa a través de pulsos de 10 nanosegundos. La fluorescencia inducida por láser no es nueva en sí misma, pero esta fue la primera vez que las láseres láser fueronaplicado a la dispersión desde una superficie en el vacío sin otras moléculas presentes que interfieran con la dispersión del haz molecular. Esto permitió al equipo de McKendrick capturar cuadros individuales de movimiento molecular, desde el haz molecular hasta la superficie líquida y la dispersión, que se compilaron enpelículas.
A diferencia de los métodos anteriores de capturar interacciones gas-líquido, todas las características necesarias para comprender la interacción velocidad, ángulo de dispersión, rotación, etc. se capturan dentro de las películas simples que McKendrick describe como "intuitivas".Tiras de película molecular, el equipo de McKendrick observó moléculas dispersas en una amplia gama de ángulos, similar a una pelota que rebota en todas las direcciones cuando se arroja sobre una superficie irregular. Esta simple observación demostró directamente que la superficie de los líquidos no es plana.
"Cuando se baja al nivel molecular, la superficie de estos líquidos es muy rugosa, tanto que apenas se nota la diferencia entre la distribución de las moléculas cuando se dirige verticalmente hacia la superficie o cuando está en un ángulo de 45 °grados. Este hallazgo es importante para comprender las posibilidades de que ocurran diferentes procesos moleculares en la superficie del líquido ", dijo McKendrick.
A medida que mejoran su técnica, el equipo de McKendrick espera recopilar información más refinada de los líquidos relevantes para la atmósfera. Pero McKendrick señala que la técnica no se limita al campo de la ciencia atmosférica y es probable que se aplique pronto para comprender las interacciones gas-sólidoque ocurren en procesos como la conversión catalítica de gases en motores de automóviles.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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