15:18 2024-04-24
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Un mister chimic rezolvat — reacția care explică absorbanțele mari de carbon
_ Un mister chimic rezolvat — reacția care explică marile chiuvete de carbon
Un mister care a nedumerit comunitatea științifică de mai bine de 50 de ani a fost în sfârșit rezolvat. O echipă de la Universitatea Linköping, Suedia, și Helmholtz München au descoperit că un anumit tip de reacție chimică poate explica de ce materia organică găsită în râuri și lacuri este atât de rezistentă la degradare. Studiul lor a fost publicat în revista Nature.
„Acesta a fost Sfântul Graal în domeniul meu de cercetare de peste 50 de ani”, spune Norbert Hertkorn, om de știință în chimie analitică anterior la Helmholtz München și în prezent la Universitatea Linköping.
Să o luăm de la început. Când, de exemplu, o frunză se desprinde dintr-un copac și cade la pământ, ea începe să se destrame imediat. Înainte ca frunza să se descompună, ea constă din câteva mii de biomolecule distincte; molecule care pot fi găsite în majoritatea materiei vii.
Descompunerea frunzei are loc în mai multe faze. Insectele și microorganismele încep să-l consume, în timp ce lumina soarelui și umiditatea afectează frunza, provocând descompunerea în continuare. În cele din urmă, moleculele din frunza descompusă sunt spălate în râuri, lacuri și oceane.
Cu toate acestea, în acest moment, miile de biomolecule cunoscute au fost transformate în milioane de molecule cu aspect foarte diferit, cu aspect complex și tipic. structuri necunoscute. Acest proces dramatic de transformare chimică a rămas un mister care i-a derutat pe cercetători timp de peste jumătate de secol, până în prezent.
„Acum putem elucida cum câteva mii de molecule din materia vie pot da naștere la milioane de diferite. molecule care devin rapid foarte rezistente la degradarea ulterioară”, spune Hertkorn.
Echipa a descoperit că un anumit tip de reacție, cunoscut sub numele de dearomatizare oxidativă, se află în spatele misterului. Deși această reacție a fost mult timp studiată și aplicată pe scară largă în sinteza farmaceutică, apariția ei naturală a rămas neexplorată.
În studiu, cercetătorii au arătat că dearomatizarea oxidativă modifică structura tridimensională a unor componente ale biomoleculei, care în rândul său, poate activa o cascadă de reacții ulterioare și diferențiate, rezultând milioane de molecule diverse.
Oamenii de știință credeau anterior că calea către materia organică dizolvată implica un proces lent, cu multe reacții secvențiale. Cu toate acestea, studiul actual sugerează că transformarea are loc relativ rapid.
Echipa a examinat materia organică dizolvată din patru afluenți ai râului Amazon și două lacuri din Suedia. Ei au folosit o tehnică numită rezonanță magnetică nucleară (RMN) pentru a analiza structura a milioane de molecule diverse. În mod remarcabil, indiferent de climă, structura fundamentală a materiei organice dizolvate a rămas consistentă.
„Cheia constatărilor a fost utilizarea neconvențională a RMN în moduri care să permită studii ale interiorului profund al moleculelor organice mari dizolvate— prin aceasta cartografierea și cuantificarea mediului chimic din jurul atomilor de carbon”, explică Siyu Li, om de știință la Helmholtz Zentrum și autorul principal al studiului.
În biomolecule, atomii de carbon pot fi conectați la alți patru atomi, majoritatea adesea la hidrogen sau oxigen. Cu toate acestea, spre surprinderea echipei, o fracțiune foarte mare din atomii de carbon organic nu a fost conectată la niciun hidrogen, ci în principal la alți atomi de carbon. Deosebit de intrigant a fost numărul mare de atomi de carbon legați în mod specific de alți trei atomi de carbon și un atom de oxigen, o structură fiind foarte rară în biomolecule.
Conform lui David Bastviken, profesor de schimbări de mediu la Universitatea Linköping, acest lucru arată materia organică stabilă, permițându-i să persistă mult timp și împiedicând-o să revină rapid în atmosferă sub formă de dioxid de carbon sau metan.
„Această descoperire ajută la explicarea absorbțiilor substanțiale de carbon organic de pe planeta noastră, care reduc cantitatea de dioxid de carbon din atmosferă”, spune Bastviken.
Comentarii:
Adauga Comentariu