Kimyagerler su izomerlerini ayırdı

Dokuz yıl önce, Rus araştırmacılar suyu iki dönü (spin) izomerine ayırdığını ilân edince çok tartışmaya neden olmuştu. Şimdi, İsrail'deki kimyagerler benzer bir şeyi farklı bir yöntemle yaptıklarını iddia ediyor, ve elde edilen sonucun son derece hassas nükleer manyetik rezonans (NMR) deneylerine yol açacağını belirtiyor.

Su molekülleri iki dönü izomerine sahiptir: birincisi “orto-su” olarak bilinir ve içindeki hidrojen atomlarının dönüleri birbirine paraleldir, ikincisi de “para-su” olarak bilinir ve hidrojenlerin dönüleri anti-paralel durur. İki izomerin birbirinden çok az ama önemli olan farkı, bilimin pek çok alanında önemli olabilecektir. Örneğin, astrofizikte, orto ve para-su arasındaki oranın uzaysal boşluğun sıcaklığını ölçmek için kullanılabileceği öneriliyor; ancak verilerin tahmin edilmesi güç, bunun sebebi kısmen bilim adamlarının her bir izomeri ayrı ayrı çalışamıyor olması.

Su jeti bir manyetik tertibatın içinden geçiriliyor. Orto-suyu işaret eden dönü manyetik alan tarafından odaklanıyor, diğer dönüler uzayda dağılıyor.
© Science

2002 yılında, Vladimir Tikhonov ve Alexander Volkov (Rusya Bilimler Akademisi) orto veya para izomeri ile zenginleştirilmiş su damlaları oluşturmayı başardıklarını ilân etti, bu su türü 25 dakika veya daha fazla süre boyunca kararlı kalmıştı, bunu da bir yüzey üzerindeki farklı adsorpsiyon özelliklerinden faydalanarak yapmışlardı [1]. Ancak Rus ekibin deneyini tekrarlamak zor idi; Almanya'daki Free University of Berlin'de çalışan Hans-Heinrich Limbach gibi kimyagerler, damlaların garip şekilde tek bir izomer içeren yapı halinde, tekrar karışım haline dönmeden önce uzun süre durmasının mümkün olmadığını iddia etti [2]

Gil Alexandrowicz ve Hayfa'daki Technion-Israil Teknoloji Enstitüsü'ndeki meslektaşları Tikhonov ve Volkov'un deneyindeki zorlukları aşmış olabilir, ancak önerdikleri yöntem bir manyetik alanda su moleküllerinin çarpıp yansıması üzerine kurulu. Kuantum mekaniğinde 1920'lerin meşhur Stern-Gerlach deneyine dayanarak, yöntem altı uçlu bir mıknatıs üzerine bir su buharı jeti göndermek üzerine kurulu. Mıknatıs, su moleküllerinin yörüngesini dönülerine göre eğip bükebiliyor. Alexandrowicz'in grubunun elde ettiği sonuç odaklanmış bir orto-su buharı jeti oldu.

Tikhonov ve Volkov'un deneyi konusunda kuşkulu olan Limbach, Alexandrowicz'in grubunun, orto-suyu ayırmakta başarılı olmuş olabileceğini düşünüyor. Ancak, Limbach'a göre ayırmanın pratik hiçbir faydası yok, çünkü orto-su buharı bir sıvı içine veya bir yüzey üzerine toplandığı andan itibaren hidrojen dönüleri normal bir karışım oluşturmak üzere yerleşecek. Limbach, NMR'daki kullanım alanları için de “tamamen bir saçmalık” diyor.

Alexandrowicz'in grubu, tek su izomerlerinin, hidrojenin iki dönü izomerinde (orto ve para hidrojen) şu anda olduğu gibi, sinyal çözünürlüklerini 100.000 kat yükselteceğine inanıyor. Alexandrowicz, şöyle diyor: “Böyle deneylerin mümkün olduğuna inanıyorum ve grubumuz bu amaç üzerine çalışıyor”.

“Deneylerin çok ince su molekülü tabakalarının NMR sinyallerini ölçmekte kullanılmasını düşünüyorum. Bunlar yüzey bilimi için büyük öneme sahip, ama manyetik rezonans görüntüleme gibi tıbbi NMR kullanımları ile doğrudan ilgili değil”.

Aktaran: Jon Cartwright 

Kaynaklar

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2011/January/20011103.asp

T Kravchuk et al, Science, 2011, DOI: 10.1126/science.1200433

+ Yorum bulunmuyor

Yorum yap