Ученые из Института Фрица Габера, Университета Сорбонны и Университета Уппсалы сделали открытие, которое может помочь улучшить наше понимание поведения ионов в растворах. Их статья под названием «The Solvation shell probed by resonant intermolecule Coulombic decay» была опубликована в журнале Nature Communications .

Когда вещества растворяются в жидкости, образуется сольватная оболочка — слой молекул растворителя , которые окружают растворенные частицы. Молекулы растворителя, которые составляют эти сольватные оболочки, могут приобретать совершенно иные свойства по сравнению с другими, свободными молекулами растворителя.

Однако изучение этих сольватных оболочек всегда было сложной задачей из-за их сложной природы и трудности специфического воздействия на молекулы растворителя, которые составляют сольватные оболочки, а не на многие другие молекулы растворителя.

Исследовательская группа разработала новый метод исследования этих неуловимых сольватных оболочек с помощью процесса, называемого резонансным межмолекулярным кулоновским распадом (ICD). Их метод включает возбуждение молекул рентгеновскими лучами и наблюдение за тем, как они взаимодействуют со своими соседями в процессе распада. Таким образом, ученые могут получить детальное представление о свойствах сольватной оболочки.

Исследование показало, что определенный процесс ICD является мощным индикатором образования ионных пар. Исследователи также смогли измерить энергию связи электронов молекул воды в первой сольватной оболочке. Это значительное достижение, поскольку ранее такие измерения были недостижимы.

Понимание сольватационных оболочек необходимо для широкого круга научных областей, включая химию, биологию, материаловедение , атмосферную науку и электрохимию. Этот новый метод предоставляет ученым мощный инструмент для более детального изучения этих оболочек, что имеет значение для этих широких научных и инженерных областей.