비 탄산이 존재 대부분의 두 번째 전에 변화의 혼합으로 수소 및 중탄산이온, 그것이 중요하 모두의 건강한 분위기와 인간의 몸입니다.
지만 그것을 저장하는 몇 가지 공중의 헤드 라인,탄소산,수산화 이산화탄소의 형태로,에 모두 중요한 건강의 분위기와 인간의 몸입니다., 그러나 수소와 중탄산염 이온의 혼합으로 변하기 전에 1 초의 일부분 만 존재하기 때문에 탄산은 수수께끼로 남아있었습니다. 새로운 연구에 의해 버클리는 실험 연구가 나왔고 소중한 새로운 정보에 대한 탄산으로 중요한 의미를 모두를 위한 지질학적 및 생물학적 문제입니다.
리처드 Saykally,화학자와 버클리 실험실의 과학 부문 및 교수의 대학에서 화학 캘리포니아(UC)버클리,led 연구는 처음으로 생산 X-ray 흡수 분광학(XAS)에 대한 측정을 수용액을 탄산입니다., Berkeley Lab 의 Advanced Light Source(ALS)에서 얻은 이러한 XAS 측정은 Nersc(National Energy Research Scientific Computing Center)에서 얻은 슈퍼 컴퓨터 예측과 강력한 계약을 맺었습니다.
의 조합론적 및 실험적인 결과를 제공하는 새로운 상세한 통찰력으로 수분의 속성을 수용액을 탄산해야 하는 혜택의 개발 탄소 격리하고 완화 기술,그리고 개선하는 방법에 대한 이해 탄산을 통제 pH 의 피입니다.,
“우리의 결과 지원이 평균 수화 번호의 3.17 산의 두 가지 양자는 각 기부하는 강한 수소 결합하 solvating 바다가 카르보닐기 산소가 받아들이 강력한 수소 결합에서 solvating 물,그리고 수산기 산소 분자를 받아들이 약한 수소 결합에서 물,”says Saykally. “XAS 데이터는 측정 값을 계산 된 스펙트럼의 결과와 비교하여 해석되어야하며 이는 심각한 도전 과제입니다. 우리의 계산 된 X 선 스펙트럼과 관찰 된 X 선 스펙트럼 사이의 강력한 계약은 새롭고 중요한 업적입니다.,”
분자 동역학 시뮬레이션 및 첫번째 원칙의 밀도 기능적인 이론을 사용되는 방법을 모델링하고 해석하 XAS 측정 수행에서도 다윗의 Prendergast,직원의 과학자 이론의 Nanostructures 시설에서 버클리 실험실의 분자 주조. 분자 파운드리,NERSC 및 ALS 는 버클리 연구소에서 호스팅 과학 국가 사용자 시설의 모든 DOE 사무실입니다.,
“를 사용하여 우리의 첫 번째 원칙 분자동역학 모델과 분자의 동적 시뮬레이션,우리가 할 수 있었을 시뮬레이션하는 방법 탄산가 solvated 해 물,”Prendergast 말한다. “그런 다음이 정보를 ALS 에서의 실험 측정과 직접 비교할 수있는 예측 된 XAS 흡수 스펙트럼으로 변환했습니다.”
(왼쪽부터)Richard Saykally,데이비드 Prendergast,야곱미와 로이스 Lam 던 팀의 일원이 제공하는 소중한 새로운 통찰력으로 수용액을 탄산입니다., (Roy Kaltschmidt 의 사진)
Saykally 와 Prendergast 는 그 결과를 Chemical Physical Letters 에 발표했습니다. 이 논문은”X 선 흡수 분광법에서 수성 탄산의 수화 구조.”Saykally 는 해당 저자입니다. Prendergast 외에도 다른 공동 저자는 Royce Lam,Alice England,Alex Sheardy,Orion Shih,Jacob Smith 및 Anthony Rizzuto 입니다.
이산화탄소가 물 속에 용해되면 약 1%가 탄산을 형성하여 거의 즉시 중탄산염 음이온과 양성자로 해리됩니다., 에도 불구하고 덧 존재에 대해 300 나노초–탄산이 중요한 중간 종이에 평형이 이산화탄소,물와 많은 무기물. 그것은에서 중요한 역할을 탄소의 주기 exchange 의 이산화탄소 사이의 분위기와 바다에 버퍼의 피와 기타 체액. 물 속의 탄산의 수명이 짧기 때문에 연구하기가 매우 어려웠습니다.,
Saykally 과 그의 연구 그룹을 극복했는 이 장애물 개발의 독특한 액체 microjet 섞는 기술하는 두 개의 수용액 샘플이 빠르게 믹스하고 흐름을 통해 정밀하게 기울 노즐에서 만 fused silica 및 기능하는 오프닝만 몇 가지 마이크로미터에서는 직경이 있습니다. 생성 된 액체 빔은 X 선 빔에 의해 교차되기 전에 진공 챔버에서 몇 센티미터 이동 한 다음 수집되어 응축됩니다. Saykally 와 그의 그룹은 ALS Beamline8.0 에서 액체 마이크로 제트 시스템을 설정했습니다.,1,xas 연구에 최적화 된 X 선 빔을 생성하는 높은 플럭스 언듈레이터 빔 라인.
“열쇠는 우리의 성공이었다는 사전에 우리의 액체 microjet 을 수 있는 기술 실적을 달성할 수 있게 신속한 혼합은 우리의 반응,중탄산염 및 염산고 즉각적인 프로빙의 탄산 제품,”Saykally 말한다.
이에 대한 연구,그와 그의 그룹에 사용되는 변형의 XAS 라 근처 Edge X-ray 흡수가 미세 구조(NEXAFS)분광법,원자-특정 프로브의 기술이 모두 전자 분자의 구조 및 화학적 현지 환경입니다., NEXAFS 을 위해 이상적입 취득한 자세한 특성화 수화의 상호작용,그러나,그것은 주로 한정되어 연구에서는 가스와 고체의 어려움 때문에 작업의 액체 샘플에서 높은 진공이다. 싱크로트론 X 선 빔라인의 고진공 환경에 마이크로 제트 기술을 통합함으로써 saykally 와 그의 그룹은 액체 샘플에서 NEXAFS 를 수행 할 수 있습니다.,
연구진 뒤에 이 연구는 말하는 그들의 결과에 대한 중요 이해 및 모델링이 어떻게 화학 평형 사 탄산 및 이산화탄소에서 진행 염 대수층 및 다른 제안 탄소 격리 media. 동일한 평형 과정이 살아있는 유기체의 호흡을 지배합니다.
“으로 탄산에서 모두 가스와 고체 단계되었습은 상당히 공부,우리는 새로운 물 솔루션 작업을 용이하게 개발의 상세한 모델에 대한 뒤집을 수 있는 가스를 액체화학의 이산화탄소,”Saykally 말한다.,
이 연구는 DOE Office Of Science 의 지원을 받았다.
추가 정보
에 대한 자세한 내용은 연구의 리처드 Saykally 여기
에 대한 더 많은 연구에 대해 다윗의 Prendergast 여기
