Тайны воды: переосмыслен механизм коррозии

Работы американских ученых, приступивших к активному изучению структурных свойств воды, привели к пересмотру наших представлений о процессах изменения свойств веществ в водной среде – например, образовании ржавчины.

Механизмы деградации свойств веществ в водной среде исследуются давно, но по-прежнему далеки от понимания. Так, в результате исследования, проведенного учеными из Аргоннской национальной лаборатории министерства энергетики США, выяснилось, что общепринятое описание адсорбции ионов при взаимодействии воды и неорганических поверхностей не является абсолютно точным.

«Как известно, находящиеся в воде ионы образуют вокруг себя гидроксильную оболочку. Ранее считалось, что либо ион целиком адсорбируется неорганической поверхностью, в то время как свойства окружающей его оболочки остаются неизменными, либо оболочка дефрагментируется и ее часть присоединяется к поверхности в качестве иона, — говорит Пол Фентер (Paul Fenter), один из соавторов работы. — Теперь мы знаем, что разнообразие форм взаимодействия существенно больше, чем считалось ранее».

Это открытие стало возможно благодаря новому методу наблюдения за поведением ионов при взаимодействии воды и твердых тел, позволяющего отслеживать ионы определенного химического элемента. При исследовании использовался источник фотонов (Advanced Photon Source (APS)), построенный в Аргонне, сообщает ScienceDaily. С его помощью ученые получили данные о структуре материалов, особенностях взаимодействия ионов на границе воды и твердых тел и даже непосредственное изображение этого взаимодействия.

Данное исследование является развитием работ, проводимых учеными из Аргоннской лаборатории совместно с Чикагским департаментом естественных наук университета Иллинойса. В предыдущих работах также применялся анализ рассеивания рентгеновских лучей с использованием традиционных методик обработки результатов. При этом были обнаружены аномалии в адсорбции ионов, изучение которых и стало основой нынешнего открытия.

Понимание закономерностей поведения ионов и разработка новых методов его анализа приведут к лучшему пониманию процессов, происходящих при взаимодействии воды и твердой поверхности, таких, как коррозия, эрозия, катализ и даже поведение клеточных мембран.