Вперше в історії вчені виокремили кисень у воді

Вчені з Університету Північної Кароліни, Принстона та Техаського A&M вперше детально дослідили поведінку атомарного кисню у водному середовищі, використавши надшвидку лазерну технологію. Результати показали, що цей потужний окисник може зберігати активність значно довше, ніж вважалося раніше.

Команда застосувала метод TALIF — лазерно-індуковану флуоресценцію з двофотонним поглинанням. У процесі атом кисню поглинає два фотони, переходить у збуджений стан і випромінює світло при поверненні. Завдяки фемтосекундному лазеру з імпульсами тривалістю квадрильйонну частку секунди вдалося зафіксувати атоми до їхнього згасання.

Експеримент показав, що збуджені атоми кисню зберігаються у воді протягом десятків мікросекунд і можуть проникати на глибину сотень мікрометрів. Це суттєво перевищує попередні оцінки й змушує переглянути моделі реактивності та переносу кисню у рідині.

Для перевірки даних дослідники зіставили сигнал кисню з аналогічною флуоресценцією ксенону. Це дозволило оцінити щільність атомів кисню біля поверхні води — близько 10¹⁶ атомів на см³. Водночас команда визнає обмеження методу, адже не кожне зіткнення з молекулою води призводить до втрати енергії.

Відкриття має значний потенціал для медицини, хімії, екології та промисловості, де атомарний кисень використовується як сильний окисник. Подальші дослідження спрямовані на моделювання його поведінки у воді та визначення тривалості активності на різних глибинах.