แยกโมเลกุลน้ำสองชนิดออกจากกันสำเร็จครั้งแรกของโลก

     น้ำที่เราใช้ดื่มและชำระล้างสิ่งต่าง ๆ ในชีวิตประจำวัน รวมทั้งน้ำที่มีอยู่ทั้งหมดในจักรวาล ประกอบด้วยโมเลกุล H2O สองชนิดปะปนกันอยู่ ซึ่งล่าสุดนักวิทยาศาสตร์จากสวิตเซอร์แลนด์สามารถแยกโมเลกุลที่แตกต่างกันนี้ออกมา จนทำให้เกิดเป็นน้ำในสองรูปแบบได้เป็นครั้งแรกของโลก

     มีการตีพิมพ์ผลงานวิจัยดังกล่าวในวารสาร Nature Communications โดยศาสตราจารย์ สเตฟาน วิลลิตช์ และคณะจากมหาวิทยาลัยบาเซิลของสวิตเซอร์แลนด์ระบุว่า ได้ใช้สนามไฟฟ้าสถิตแยกโมเลกุลน้ำทั้งสองแบบออกจากกันได้สำเร็จ ทั้งที่ก่อนหน้านี้ถือว่าเป็นกระบวนการที่ทำได้ยากมาก

• โลกมีแหล่งน้ำมานานก่อนดวงจันทร์ถือกำเนิดขึ้น
• ก๊าซเรือนกระจกอาจทำให้สารอาหารในข้าวลดลง
• พบความดันในโปรตอนสูงกว่าใจกลางดาวนิวตรอน 10 เท่า

     โมเลกุลของน้ำประกอบด้วยคู่อะตอมไฮโดรเจนและอะตอมออกซิเจนอีกหนึ่งตัวตามสูตรเคมีเอชทูโอ (H2O) แต่โมเลกุลน้ำต่างชนิดกันจะมีลักษณะการหมุนที่ไม่เหมือนกัน โดยเป็นผลมาจากคุณสมบัติทางเคมีควอนตัมของน้ำ ที่อนุภาคในนิวเคลียสของคู่อะตอมไฮโดรเจนมี "สปิน" (Spin) หรือการเคลื่อนที่เชิงมุมในทิศทางที่แตกต่างกัน

     น้ำที่ประกอบด้วยโมเลกุลซึ่งคู่อะตอมไฮโดรเจนซึ่งมีสปินไปในทิศทางเดียวกัน เรียกว่า Ortho-water ส่วนน้ำที่ได้จากโมเลกุลซึ่งอะตอมไฮโดรเจนแต่ละตัวมีสปินไปในทิศทางตรงข้ามกัน เรียกว่า Para-water

     น้ำทั้งสองชนิดนี้มีคุณสมบัติโดยทั่วไปเหมือนกัน แต่มีคุณสมบัติทางเคมีแตกต่างกัน โดยจากการทดลองให้ทำปฏิกิริยากับสาร Diazenylium ซึ่งเป็นไนโตรเจนรูปแบบหนึ่ง พบว่า Para-water มีความไวต่อการทำปฏิกิริยาเคมีมากกว่าถึง 25%

     อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์สามารถแยกโมเลกุลน้ำทั้งสองชนิดออกจากกันได้ในสภาพแวดล้อมของห้องปฏิบัติการเท่านั้น เนื่องจากโมเลกุลน้ำทั้งสองประเภทจะกลับมารวมตัวกันตามปกติที่อุณหภูมิห้อง

     แม้การค้นพบนี้จะไม่นำไปสู่การผลิตน้ำดื่มน้ำใช้ชนิดใหม่สำหรับมนุษย์ แต่ ศ. วิลลิตช์ ผู้นำคณะวิจัยบอกว่า การแยกโมเลกุลน้ำสองชนิดออกจากกันคือความก้าวหน้าครั้งสำคัญด้านวิทยาการเคมีควอนตัม "ยิ่งเราควบคุมสถานะของโมเลกุลขณะเกิดปฏิกิริยาเคมีได้ดีมากขึ้นเท่าใด ก็จะยิ่งมีความเข้าใจและสามารถตรวจสอบถึงกลไกและพลวัตรซึ่งเป็นที่มาของปฏิกิริยาเคมีที่ศึกษาได้ดียิ่งขึ้นเท่านั้น"

ที่มา : BBC