Tsunami dans un verre d'eau
Observation en direct de la naissance d'un électron dissous dans l'eau
Une nouvelle expérience a permis d'observer les effets d'un électron en solution sur le liquide environnant.
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Les électrons dits hydratés jouent un rôle majeur dans de nombreux processus physiques, chimiques et biologiques. Ils ne sont pas liés à un atome ou à une molécule et sont libres dans la solution. Comme ils ne sont jamais créés qu'en tant que produit intermédiaire, ils ont une durée de vie extrêmement courte. L'équipe du pôle d'excellence Ruhr Explores Solvation RESOLV de l'université de la Ruhr à Bochum a pu observer pour la première fois dans une expérience inédite comment l'électron hydraté affecte la solution pendant sa durée de vie. Les chercheurs dirigés par le professeur Martina Havenith-Newen publient un rapport dans la revue Proceedings of the National Academy of Science PNAS du 15 février 2023.
L'anion le plus simple
"En tant qu'anion le plus simple, les électrons hydratés représentent un système modèle pertinent dans une multitude de processus chimiques radicaux", explique Martina Havenith-Newen pour décrire l'importance de l'objet d'étude. "Par exemple, il joue un rôle important dans le transfert d'énergie au cours des phénomènes photo- et électrochimiques, dans la chimie atmosphérique, dans les dommages causés par les rayonnements aux substances biologiques et dans la thérapie médicale." L'électron hydraté fait ainsi l'objet d'une attention soutenue de la part des groupes expérimentaux et théoriques depuis plusieurs décennies.
Les chercheurs du RESOLV ont mis en place une expérience inédite pour suivre la formation et l'évolution temporelle de l'électron hydraté du point de vue du solvant : "Immédiatement après sa génération au moyen d'un faisceau laser intense, nous avons pu observer un électron délocalisé", décrit Martina Havenith-Newen. La distribution de la charge s'étend sur 20 angströms. En 500 femtosecondes, la charge est localisée et un électron localisé étonnamment stable émerge, dont les chercheurs ont pu observer l'empreinte dans le réseau d'eau pour la première fois grâce à la sensibilité de l'expérience dans la gamme des térahertz.
"En outre, nous avons pu observer un tremblement de terre aquatique ou un tsunami", explique Martina Havenith-Newen. L'équipe a pu démontrer que ce phénomène est dû à la séparation soudaine des charges lors de la formation de l'électron hydraté. Contrairement aux ions atomiques, chargés négativement, le réseau d'eau à proximité immédiate est plus lâche et non plus stable. Cela signifie que les molécules d'eau individuelles à proximité immédiate de l'électron peuvent se déplacer plus librement que dans l'eau. "Ce plus petit anion joue donc un rôle particulier", résume Martina Havenith-Newen.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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