Nghiên cứu mới về sự thay đổi của các phân tử nước với các chất hòa tan tìm thấy trong nước

Kết quả nghiên cứu này của Giáo Sư - Tiến sĩ Martina Havenith cùng các cộng sự  đã được công phố trên Tạp chí Khoa học Hóa học ứng dụng.

Ảnh minh họa

Các quá trình sinh học cơ bản như hoạt tính của các enzyme và các đặc tính đặc biệt xuất hiện trong phân tử nước diễn ra trong môi trường nước. Calorimetry - phép đo nhiệt lượng là một công cụ sinh học mạnh mẽ giúp nhận biết và ổn định hệ thống quy mô sinh học phân tử bằng cách đo diễn biến nhiệt động học của nước. Các phép xác định nhiệt lượng, nhiệt động học, nhiệt lạnh là những phép đo chuyển hóa nhiệt và các chất hòa tan trong nước là các phương pháp được áp dụng chủ yếu trong nghiên cứu này.

Bằng cách thiết lập một phép đo nhiệt lượng cho một thí nghiệm nhất định, các nhà khoa học đã thu được kết quả đầu tiên bằng sự hỗ trợ tài chính của Hội đồng Nghiên cứu Châu Âu - nằm trong 2,5 triệu euro nguồn tài chính mà Martina Havenith đã nhận được vào năm 2016.

Lớp vỏ bao quanh phân tử nước hay còn gọi là vỏ hydrat bao quanh bất kì một phân tử hòa tan nào. Chất hòa tan ảnh hưởng đến toàn bộ mạng lưới liên kết hydrat hóa học giữa các phân tử nước, làm cho lớp vỏ này khác so với lớp vỏ của phân tử nước tự do khác. Cấu trúc vỏ hydrat của nước phụ thuộc vào hình dạng và thành phần hóa học của các phân tử chất hòa tan trong nước đó.

Dựa vào những đặc tính này, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm kiểm tra khảo sát lớp vỏ của phân tử nước của 5 dây chuyền sản xuất rượu khác nhau, của các phân tử chất lỏng có lớp vỏ hydrat hóa bằng phép đo nhiệt lượng tetaherzt, và nhận biết xác định bằng các dấu vết rung động trong hệ thống nước, từ đó có thể giải mã số lượng cơ bản entropy và entharpy.

"Phương pháp này cho phép chúng ta lần đầu tiên tính toán entropy quang phổ và enthalpy quanh các chất tan, đây là các thông số quan trọng để mô tả đặc tính nhận dạng phân tử", Havenith cho biết một cách ngắn gọn.
Nghiên cứu này có giá trị rất lớn trong tương lai khi chúng ta hiểu và phân tích được sự thay đổi của các phân tử nước đồng thời cũng là chất lượng nước và chất lượng  sinh thái thủy sinh. Đặc biệt có thể áp dụng trong việc nghiên cứu chất lượng nước với một số chất đặc biệt chưa được nghiên cứu kĩ như các chất gây nghiện, dược phẩm…

Lê Oanh