Zvětšit obrázek

Marsha I. Lester, (University of Pennsylvania): „Našli jsme čistící prostředek atmosféry“.

Ve zvláštním vydání sborníku vydávaném americkou Akademií věd zveřejnil v tomto týdnu tým složený z vědců pensylvánské a  Purdue University v Indianě práci, která odhalila molekulu jež byla pro klimatology 40 let velkou záhadou.

Atmosféra a naše tělo jsou si v mnohém podobné. Obé jsou schopny se škodlivin zbavit oxidací „spalováním“. V případě atmosféry to jsou například oxidy dusíku, vypouštěné automobily a továrnami. Oxidy dusíku, které se nepodaří atmosféře odbourat, spadnou na zem jako kyselý déšť. 

Zvětšit obrázek

Schéma molekuly, která v atmosféře odbourává škodlivé emise. Modrá kulička představuje atom dusíku, červená kyslíku, bílá vodíku. Žlutá bublina vymezuje dvojité vodíkové vazby. OH–HONO2 (Kredit: Joseph Francisco, Purdue University)

Že něco atmosféru čistí se ví již zhruba čtyřicet let. Přesto je objevení tohoto záhadného „čistícího prostředku“ překvapením. Jedná se o molekulu, která má dvě vodíkové vazby. Jsou podobné těm, které má voda.
Ačkoli je voda nejobyčejnější látkou na Zemi, má zcela neobyčejné vlastnosti. Tak třeba v pevné formě je lehčí než v kapalné. Voda vře při mnohem vyšší teplotě, než při jaké bychom podle struktury její molekuly předpokládali,...  Všechny tyto „vtípky“ jsou dílem slabých vodíkových vazeb, které drží molekuly vody pospolu. Nově objevená molekula v atmosféře má takové vodíkové vazby dvě. Ty jí dovolují zformovat šestiúhelníkovou kruhovou strukturu.

Vodíkové vazby jsou většinou slabší než normální vazby mezi atomy v molekule (říká se jim kovalentní). Kovalentní vazby jsou dvacetkrát pevnější než vodíkové. U objevené molekuly jsou ale vodíkové vazby dost silné na to, aby změnily chemické vlastnosti molekuly.

Zvětšit obrázek

SGI Altix (i tak dnes může vypadat vybavení „chemické“ laboratoře k modelování chemických procesů a vlastností molekul).

Odhalená molekula těmito vazbami získala zcela neočekávané vlastnosti. Tak třeba reakce, jichž se účastní, probíhají rychleji při nižší teplotě. Nebo, rychlost reakce se mění v závislosti na atmosférickém tlaku, což také nebývá zvykem. Molekula také vykazuje neobvyklé vlastnosti co se týče její velikosti. Právě na těchto zvláštnostech molekuly ztroskotávaly pokusy vědců modelovat a prognózovat samo čistící děje v atmosféře a nejen ty.

I když se jedná o objev zvláštních molekul nalezených v atmosféře, neznamená to, že se takové molekuly neuplatňují i jinde. Jde o dost zásadní změnu pohledu na chování molekul s vodíkovými vazbami. Vědci nepochybují, že podobné souvislosti v chemických procesech najdou i v biologických systémech.
Objev umožnilo vybavení University of Pennsylvania, které vlastní laboratorní laserovou techniku a superpočítač SGI Altix, který vlastní universita v Purdue.

Pramen: Purdue University.