Voda je pre život na Zemi nenahraditeľná. Jej základné zložky pozná každý – dva atómy vodíka a jeden atóm kyslíka. Spojte ich a máte molekulu vody. Avšak až teraz vedci prvýkrát pozorovali tento proces v reálnom čase na molekulárnej úrovni. Vedec Vinayak Dravid a jeho tím z Northwestern University sledovali, ako vznikla najmenšia kvapka vody, aká bola kedy zaznamenaná, priamo pred ich očami. Na tému upozornil portál ScienceAlert.

Ako sa im to podarilo? Využili schopnosti kovu palladium, ktorý dokáže katalyzovať vodík a kyslík, čím vzniká voda. Dravid prirovnal proces k filmu „Marťan“ s Mattom Damonom. „Rovnako ako Mark Watney, ktorý získaval vodík spaľovaním raketového paliva, aj my sme spojili vodík s kyslíkom. Ale namiesto ohňa a extrémnych podmienok sme použili palladium a plyn,“ vysvetľuje.

Aj keď je známe, že palladium dokáže syntetizovať vodu, presné detaily tohto procesu sa dosiaľ pozorovali veľmi ťažko. Vedci museli vyvinúť špeciálnu membránu s hexagonálnymi nanoreaktormi, ktoré umožňujú lepšie pozorovať procesy na atómovej úrovni pomocou elektrónovej mikroskopie.

Tím vedcov aplikoval atómy vodíka a kyslíka na 20 nanometrov široký kúsok palladia a ich membrána zachytila vznikajúcu reakciu. Pomocou elektrónovej mikroskopie sledovali, ako sa na povrchu palladia začínajú formovať prvé molekuly vody.

„Myslíme si, že to môže byť najmenšia kvapka vody, akú sme kedy priamo videli,“ tvrdí Yukun Liu z Northwestern University. Proces prebiehal v dvoch fázach – najskôr atómy vodíka prenikli do štruktúry palladia, čo spôsobilo jeho mierne nafúknutie. Potom, keď bol pridaný kyslík, vodík sa spojil s kyslíkom a vznikla voda. Povrch palladia sa následne vrátil do pôvodného stavu.

Jednou z výhod tohto procesu je, že palladium nie je spotrebovávané a môže byť opakovane použité. Tento postup je jednoduchý a dá sa škálovať. Palladium by tak mohlo v budúcnosti pomáhať pri výrobe vody na miestach, kde je jej nedostatok, napríklad na Marse alebo v iných vesmírnych kolóniách. Výskum bol publikovaný v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences.