अनुसन्धानकर्ताहरूले पहिलो पटक दुईवटा फरक किसिमका रूपहरू पत्ता लगाएका छन् पानी (ortho- र para-) रासायनिक प्रतिक्रियाहरू गुजर्दा फरक व्यवहार.
पानी एक रासायनिक इकाई हो, एक अणु जसमा एकल ओक्सीजन परमाणु दुई हाइड्रोजन परमाणु (H2O) सँग जोडिएको छ। पानी तरल, ठोस (बरफ) र ग्याँस (वाष्प) को रूपमा अवस्थित छ। यो केहि रसायनहरू मध्ये एक हो जसमा समावेश छैन कार्बन र अझै पनि कोठाको तापमान (लगभग 20 डिग्री) मा तरल हुन सक्छ। पानी जीवनको लागि सर्वव्यापी र महत्त्वपूर्ण छ। आणविक स्तरमा यो राम्रोसँग थाहा छ कि दैनिक पानी दुई फरक रूप मा अवस्थित छ तर यो जानकारी सामान्य ज्ञान छैन। यी दुई रूपहरू पानी आइसोमर भनिन्छ र अर्थो- वा पैरा- पानी। यी फारमहरू बीचको मुख्य भिन्नता धेरै सूक्ष्म छ र केवल दुई हाइड्रोजन परमाणुहरूको परमाणु स्पिनहरूको सापेक्ष अभिविन्यास हो जुन एकै वा विपरीत दिशामा पङ्क्तिबद्ध छन्, त्यसैले तिनीहरूको नामहरू। हाइड्रोजन परमाणुहरूको यो स्पिन परमाणु भौतिकीको कारण हो यद्यपि यो घटना अझै पूर्ण रूपमा बुझिएको छैन। यी दुई रूपहरूमा समान भौतिक गुणहरू छन् र तिनीहरूमा पनि समान रासायनिक गुणहरू हुनुपर्छ भनेर अहिलेसम्म विश्वास गरिएको छ।
हालै प्रकाशित एक अध्ययनमा प्रकृति संचार, बासेल विश्वविद्यालय, ह्याम्बर्गका अनुसन्धानकर्ताहरूले पहिलो पटक यी दुई प्रकारको रासायनिक प्रतिक्रियामा भिन्नताको अनुसन्धान गरेका छन्। पानी र प्रमाणित गरेको छ कि अर्थ- र प्याराफार्महरू धेरै फरक रूपमा प्रतिक्रिया गर्छन्। रासायनिक प्रतिक्रिया भनेको अणुले रासायनिक प्रतिक्रियाबाट गुज्रने तरिका वा क्षमता हो। अध्ययनमा अलगाव समावेश थियो पानी यसको दुई आइसोमेरिक रूपहरू (अर्थो- र पैरा-) मा विद्युतीय क्षेत्रहरू समावेश गरेर इलेक्ट्रोस्टेटिक डिफ्लेक्टर प्रयोग गरेर। यी दुबै आइसोमरहरू व्यावहारिक रूपमा समान छन् र समान भौतिक गुणहरू भएकाले, यो विभाजन प्रक्रिया जटिल र चुनौतीपूर्ण छ। शोधकर्ताहरूको यो समूहले फ्री-इलेक्ट्रोन लेजर विज्ञानको लागि उनीहरूले विकसित गरेको विद्युतीय क्षेत्रहरूमा आधारित विधि प्रयोग गरेर विभाजन हासिल गरेको थियो। डिफ्लेक्टरले एटमाइज्ड पानीको बीममा विद्युतीय क्षेत्र परिचय गराउँछ। दुई आइसोमरहरूमा आणविक स्पिनमा महत्त्वपूर्ण भिन्नता भएकोले, यसले यस विद्युतीय क्षेत्रसँग परमाणुहरूले अन्तरक्रिया गर्ने तरिकालाई थोरै असर गर्छ। तसर्थ, पानी डिफ्लेक्टरको माध्यमबाट यात्रा गर्दा यो यसको दुई रूपहरू अर्थो- र पैरा-मा विभाजित हुन थाल्छ।
अनुसन्धानकर्ताहरूले प्रदर्शन गरेका छन् कि para- पानी अर्थो-पानी भन्दा लगभग 25 प्रतिशत छिटो प्रतिक्रिया गर्दछ र यसले a लाई आकर्षित गर्न सक्षम छ प्रतिक्रिया साझेदार थप बलियो। यो निश्चित रूपमा परमाणु स्पिन मा भिन्नता द्वारा व्याख्या गरिएको छ जसले पानीको अणुहरूको परिक्रमालाई प्रभाव पार्छ। साथै, प्यारा-पानीको विद्युतीय क्षेत्रले आयनहरूलाई छिटो आकर्षित गर्न सक्षम छ। समूहले आफ्नो निष्कर्षलाई पुष्टि गर्न पानीको अणुहरूको कम्प्युटर सिमुलेशनहरू प्रदर्शन गर्यो। सबै प्रयोगहरू धेरै कम तापमान सेटिङहरूमा लगभग -273 डिग्री सेल्सियसमा अणुहरूसँग गरियो। यो एउटा महत्त्वपूर्ण कारक हो जसलाई लेखकहरूले व्याख्या गरेका छन् कि यस्तो अवस्थामा मात्र व्यक्तिगत क्वान्टम अवस्थाहरू र अणुहरूको ऊर्जा सामग्री राम्रोसँग परिभाषित र राम्रोसँग नियन्त्रण गर्न सकिन्छ। जसको मतलब पानीको अणु यसको दुई रूप मध्ये कुनै एकको रूपमा स्थिर हुन्छ र तिनीहरूको भिन्नता स्पष्ट र स्पष्ट हुन्छ। यसरी, रासायनिक प्रतिक्रियाहरूको अनुसन्धानले त्यसपछि अन्तर्निहित संयन्त्र र गतिशीलतालाई अझ राम्रो बुझाइमा प्रकट गर्न सक्छ। यद्यपि, यस अध्ययनको व्यावहारिक प्रयोग यस समयमा धेरै उच्च नहुन सक्छ।
***
{तपाइँले उद्धृत स्रोत(हरू) को सूचीमा दिइएको DOI लिङ्कमा क्लिक गरेर मूल अनुसन्धान पत्र पढ्न सक्नुहुन्छ}
स्रोत (हरू)
Kilaj A et al 2018। फँसिएको डायजेनिलियम आयनहरू तर्फ पैरा र अर्थो-वाटरको विभिन्न प्रतिक्रियाहरूको अवलोकन। प्रकृति संचार। ५(१०) https://doi.org/10.1038/s41467-018-04483-3
