По данным американского сайта Веселье Наука, австрийские исследователи написали в недавнем выпуске журнала Наука, что им удалось создать самые чистые капли воды в мире. Эта чистая вода поможет объяснить, почему некоторые самоочищающиеся поверхности (например, покрытые диоксидом титана) покрываются загадочной молекулярной пленкой при контакте с воздухом и водой.
Когда поверхность диоксида титана подвергается воздействию ультрафиолетового света, происходит реакция, "пожирающая" любые органические соединения на ней, что наделяет эту поверхность некоторыми полезными свойствами, например, зеркала, покрытые диоксидом титана, способны рассеивать водяной пар, даже если они установлены в ванной комнате, наполненной водяным паром. Но если их оставить в темной комнате на долгое время, на их поверхности образуется загадочное вещество. Один из авторов исследовательского отчета, химик Рик Дюболд из Технического университета Вены, сказал: «В мире существует четыре лаборатории, изучающие этот вопрос, и в настоящее время существует четыре различных объяснения».
Большинство объяснений, предложенных учеными, предполагают химическую реакцию между диоксидом титана и окружающим водяным паром, однако после нанесения сверхчистой воды на эту поверхность Деболд и его коллеги обнаружили, что присутствие воды не приводит к образованию этой пленки.
Создание таких сверхчистых капель воды является серьезной проблемой, поскольку вода легко загрязняется мелкими примесями, а абсолютно чистой воды не существует. Для этой цели команда Деболда разработала специализированное устройство, позволяющее максимально повысить чистоту воды.
Одна камера устройства вакуумная, и палец, свисающий с ее вершины, охлаждается до минус 140 °C. Исследователи выпускают очищенные образцы водяного пара из соседней камеры в эту вакуумную камеру, и вода образует ледяной столбик на кончике пальца. Затем нагревают и растапливают этот ледяной столбик, и он будет капать на кусок диоксида титана внизу, который быстро испарится в этой камере сверхнизкого давления. В течение этого периода не было образования молекулярных пленок на поверхности диоксида титана, которые, как подозревали некоторые исследователи, связаны с водой.
Последующее сканирование диоксида титана с помощью микроскопа и спектроскопа показало, что пленка полностью не состоит из воды или связанных с водой соединений. Напротив (уксус имеет кислый вкус) и муравьиная кислота появляются на поверхности. Оба являются побочными продуктами роста растений и существуют только в следовых количествах в воздухе. Но очевидно, что этих материалов достаточно, чтобы плавать и загрязнять самоочищающуюся поверхность.