Usando una técnica avanzada, Los científicos del RIKEN Cluster for Pioneering Research han demostrado que una reacción química impulsada por la luz tiene lugar diez mil veces más rápido en la interfaz aire-agua, lo que generalmente llamamos la superficie del agua, que en la mayor parte del agua. incluso cuando la luz tiene una energía equivalente. Este hallazgo podría ayudar a comprender los muchos procesos químicos y biológicos importantes que tienen lugar en la superficie del agua.

El agua es el líquido más importante de la naturaleza, y la investigación ha demostrado que, de hecho, hay algo especial en la interfaz. Por razones que no fueron bien entendidas, parece que algunas reacciones químicas tienen lugar fácilmente cuando las moléculas están parcialmente en el agua, pero no cuando están completamente disueltos.

Un problema que dificulta la comprensión es que no se comprende bien cómo se desarrollan realmente las reacciones químicas en la interfaz. Para investigar esto, el grupo RIKEN utilizó una técnica avanzada llamada espectroscopía vibratoria selectiva de interfaz sensible a la fase ultrarrápida. Es un bocado pero esencialmente significa que puede obtener una película de alta velocidad de las moléculas intermedias creadas cuando tiene lugar una reacción química en una interfaz. En este caso, "alta velocidad" significa unos cien femtosegundos, o menos de una billonésima de segundo.

Usando el método, analizaron la fotoionización del fenol, una reacción que ha sido bien estudiada en agua a granel, utilizando pulsos equivalentes de luz ultravioleta de alta velocidad. Los experimentos mostraron que tuvo lugar la misma reacción en la interfaz, pero que debido a las diferencias en las condiciones allí, la reacción tuvo lugar aproximadamente diez mil veces más rápido.

Según Satoshi Nihonyanagi, uno de los autores del estudio, publicado en Química de la naturaleza , "Fue emocionante descubrir que la velocidad de reacción del fenol es tan fenomenalmente diferente, pero ademas, Nuestro método para observar directamente reacciones químicas en la superficie del agua en tiempo real también podría aplicarse a otras reacciones, y podría ayudarnos a comprender mejor cómo se desarrollan las reacciones en este entorno especial ".

Según Tahei Tahara, el líder del grupo de investigación, "El hecho de que haya un 10, La diferencia de 000 veces en la velocidad de reacción de una molécula orgánica básica como el fenol entre el agua a granel y la superficie del agua también es muy importante para la química catalítica. el campo de estudio que tiene como objetivo promover y controlar las reacciones químicas. Además, el agua en la naturaleza existe como agua de mar, que tiene burbujas y aerosoles, teniendo así una vasta superficie. Nuestro trabajo podría ayudarnos a comprender cómo se adsorben las moléculas en la superficie del agua, dando lugar a reacciones químicas que tienen un impacto enorme en el medio ambiente mundial ".