Nová rentgenová metoda současně zkoumá rozhraní kapalin a pevných látek: Klíč k pochopení reakcí

Vědci vyvinuli inovativní metodu měření, která umožňuje současně sledovat rozhraní mezi pevnými látkami a kapalinami a zároveň i samotné kapaliny.

Vědci vyvinuli inovativní metodu měření, která umožňuje současně sledovat rozhraní mezi pevnými látkami a kapalinami a zároveň i samotné kapaliny. Tato technika, založená na spektroskopii měkkého rentgenového záření (XAS), otevírá nové možnosti pro zkoumání mechanismů katalytických, elektrochemických a biologických reakcí.

Tým výzkumníků z National Institutes of Natural Sciences dosáhl tohoto průlomu precizní kontrolou tloušťky kapalné vrstvy v rozsahu od 20 nanometrů do 40 mikrometrů. Použili tenkou zlatou vrstvu pokrytou vodou (H2O/Au rozhraní). Spektra rozhraní získali metodou elektronového výtěžku, která měří proud z povrchu zlata po absorpci rentgenového záření. Spektra objemové kapaliny pak získali transmisní metodou, která odráží absorpci rentgenového záření procházejícího kapalinou.

Molekuly vody na rozhraní pevných látek a kapalin hrají zásadní roli v mnoha důležitých procesech. XAS je specifická metoda pro zkoumání elektronických struktur kapalné vody a organických molekul. Dosud bylo obtížné získat data z obou oblastí současně. Nová metoda překonává tuto výzvu tím, že umožňuje vědcům získat komplexní pohled na děje probíhající jak na samotném rozhraní, tak i v objemu kapaliny.

Tato technika bude mít široké uplatnění. Očekává se, že výrazně pomůže při výzkumu mechanismů katalytických reakcí, zejména u elektrokatalytických rozhraní během reakcí. Dále umožní studium biologických reakcí na rozhraní pevných látek a kapalin, například měření membránových proteinů v lipidových dvojvrstvách. Díky tomu se otevírá cesta k hlubšímu pochopení a optimalizaci mnoha klíčových procesů v chemii, biologii a materiálovém inženýrství.