Sanjukta Mondal tərəfindən , Phys.org

Robert Egan tərəfindən redaktə edilib

 Redaktorların qeydləriFemtosaniyəlik iki fotonlu udma lazeri ilə induksiya edilmiş flüoresansdan istifadə edərək suda yerüstü atom oksigeninin birbaşa görüntülənməsi. Müəllif: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-66196-8

Suda həll olmuş fərdi oksigen atomlarının əvvəllər heç görülməmiş bir görüntüsü çəkilib.

Alimlər suda yerüstü oksigen atomlarını birbaşa görmək və təsvir etmək üçün femtosaniyəlik iki fotonlu udma lazeri ilə induksiya edilmiş flüoresans (fs-TALIF) adlanan qabaqcıl lazer texnikasından istifadə etdilər . Onların təəccübünə səbəb olan odur ki, oksigen atomları onlarla mikrosaniyə ərzində sabit qalmış və bir neçə yüz mikrometr mayenin içinə doğru hərəkət etmişdir ki, bu da maye mühitində oksigen haqqında mövcud elmi fərziyyələrə zidd olan bir davranışdır.

“Nature Communications” jurnalında dərc olunan bu tapıntılar tədqiqatçılara atom oksigeninin fərqli kimyasından istifadə etməyin innovativ yollarını araşdırmağa imkan verə bilər.

Güclü oksidləşdirici qabiliyyəti ilə atom oksigeni (O2) tibb, fundamental tədqiqatlar və sənaye kimyası sahələrində tətbiq potensialına malikdir. Bununla belə, atom oksigeninin bir çox yeni tətbiqləri atomların sulu mühitlərdə reaksiya verməsindən asılıdır və oksigen atomlarının bu cür şəraitdə necə davrandığını anlamaq elm adamları üçün uzun müddətdir ki, bir problem olub. Mayelərdə oksigen konsentrasiyalarını ölçmək olduqca çətin olduğundan, onların reaksiya sürətləri və qazdan mayeyə necə keçməsi ilə bağlı suallar cavabsız qalıb.Solvatlaşdırılmış O2 atomlarının görüntülənməsi üçün eksperimental qurğu. Müəllif: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-66196-8

Lazerlə oksigenin ölçülməsi

Əvvəlki tədqiqatlar kimyəvi zondlardan istifadə edərək suda həll olan oksigen atomlarını ölçməyə çalışmışdı. Lakin bu tədqiqatlar uğursuz oldu, çünki zondlar tez-tez ya güclü oksidləşmə meylləri səbəbindən parçalanırdı, ya da reaktiv oksigen növləri (ROS) əmələ gətirmək üçün kimyəvi reaksiyalara girirdi.

Tədqiqatçıların indi iki vəzifəsi var idi: suda həll olmuş oksigen atomlarının konsentrasiyasını ölçmək və özünü məhv etmədən və ya mayeni oksigenlə narahat etmədən oksigen atomlarını dəqiqliklə selektiv şəkildə aşkarlaya və ölçə bilən bir vasitə hazırlamaq.

Qazlarda reaktiv atom növlərini ölçmək üçün artıq istifadə edilən optik texnika olan iki fotonlu udma lazeri ilə induksiya edilmiş flüoresans (TALIF) potensial namizəd kimi ortaya çıxdı.

TALIF, ölçülən atomları həyəcanlandırmaq üçün dəqiq tənzimlənmiş lazerdən istifadə etməklə işləyir. Hər atom tək bir fotonu udmaq əvəzinə, eyni anda iki fotonu udur və bu fotonların birləşdirilmiş enerjisi atomu daha yüksək, həyəcanlanmış vəziyyətə qaldırır.

Atom aşağı enerjili vəziyyətinə qayıtdıqca, artıq enerjini flüoresans — işıq emissiyası — şəklində buraxır və cihaz bunu aşkarlaya bilir. Proses zamanı yayılan işığın miqdarı tədqiqatçılara nümunədəki müəyyən növlərin konsentrasiyasını hesablamağa kömək edir.

Suda atom oksigenini ölçmək üçün TALIF-dən istifadə etmək üçün əvvəlki cəhdlər uğursuz oldu, çünki maye həyəcanlanmış atomları tez bir zamanda söndürür və aşkarlanma qabiliyyətindən aşağı siqnalı azaldır.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Bu tədqiqatda tədqiqatçılar bu məsələni həll etdilər və ultrasürətli femtosaniyəli lazerdən istifadə edərək aşkar edilə bilən bir siqnal əldə etdilər. Bu lazer oksigen atomlarını tez bir zamanda həyəcanlandırmaq və ətrafdakı su molekulları onları söndürməzdən əvvəl flüoresan hala gətirmək üçün kifayət qədər enerji təmin etdi.

Bu quraşdırma onlara çox dəqiq şəkildə tənzimlənmiş 225,7 nm femtosaniyə lazerini plazma axını vasitəsilə atom oksigeni ilə zənginləşdirilmiş suyun səthinə yönəltməyə imkan verdi. Həyəcanlanmış oksigen atomları normal vəziyyətlərinə qayıtdıqda, həssas kamera tərəfindən qeydə alınan 844,6 nm-də flüoresans yaydılar.

Suda oksigen atomlarının faktiki konsentrasiyasını müəyyən etmək üçün tədqiqatçılar ölçülmüş flüoresansı kalibrlənmiş ksenon siqnalı ilə müqayisə etdilər və həyəcanlanmış oksigen atomlarının su molekulları ilə toqquşma tezliyini qiymətləndirmək və bununla da onların flüoresansını söndürmək üçün kompüter simulyasiyalarından istifadə etdilər. Ümumilikdə, bu nəticələr su səthinə yaxın 10 ¹⁶ sm ⁻³ səviyyəsində həll olmuş oksigen sıxlığını təmin etdi .

Onlar həmçinin oksigen atomlarının gözləniləndən daha uzun müddət yaşadığını və daha dərinə səyahət etdiyini müşahidə ediblər. Tədqiqatçılar vurğulayırlar ki, bu təəccüblü tapıntılar oksigen atomlarının mayelərdə necə davrandığına dair mövcud modelləri yenidən düşünmək və yeniləmək ehtiyacını ortaya qoyur.

Müəllifimiz Sanjukta Mondal tərəfindən sizin üçün yazılıb, Robert Egan tərəfindən redaktə edilib — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Brayden Myers və digərləri, Solvatlaşdırılmış oksigen atomlarının femtosaniyə lazeri ilə görüntülənməsi, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-66196-8

Jurnal məlumatları: Nature Communications 

© 2025 Science X Network