پژوهش استاد دانشگاه زنجان؛ طرح جلد مجله انجمن شیمی آمریکا شد

پژوهش علمی عضو هیات علمی دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان درباره تشکیل خودبه‌خودی پراکسید هیدروژن در قطرات ریز باران بر روی سطح برگ‌ها، در شماره اخیر معتبرترین مجلات انجمن شیمی آمریکا منتشر شد و تصویر آن روی جلد این نشریه قرار گرفت.

انتشار پژوهش برجسته در مجله Langmuir

مقاله پژوهشی با عنوان «آمپرومتری قطره منفرد باران، تشکیل خودبه‌خودی و تنظیم‌شده H₂O₂ را در سطح برگ‌ها آشکار می‌کند» حاصل تلاش گروه تحقیقاتی متشکل از امیر حاتمی، عضو هیات علمی دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، شهره مدنی و ریچارد ان. زار است که در شماره اخیر مجله علمی Langmuir وابسته به انجمن شیمی آمریکا (ACS) به چاپ رسید.

این مقاله در شماره ۲۱ از جلد ۴۲ این نشریه معتبر علمی منتشر شده و طرح گرافیکی مرتبط با این پژوهش شیمیایی به عنوان طرح روی جلد برگزیده شده است. موضوع محوری این تحقیق، بررسی دقیق یک پدیده شیمیایی در مقیاس بسیار کوچک است که طی آن قطرات ریز آب باران هنگام قرار گرفتن بر روی سطح برگ‌های گیاهان به‌صورت خودبه‌خودی به تولید پراکسید هیدروژن (H₂O₂) می‌پردازند.

جزئیات و روش‌شناسی سنجش پراکسید هیدروژن

پراکسید هیدروژن یکی از مهم‌ترین ترکیبات اکسیدکننده و از جمله گونه‌های فعال اکسیژن به شمار می‌رود. اگرچه مطالعات پیشین نشان داده بود که قطرات آب در اثر واکنش‌های بین‌سطحی و پدیده برق‌دار شدن تماسی قادر به تولید رادیکال‌های هیدروکسیل و در نهایت پراکسید هیدروژن هستند، اما چگونگی وقوع این پدیده در شرایط کاملاً طبیعی و درون قطرات بسیار کوچک باران پیش‌تر به‌طور عمیق بررسی نشده بود.

در این تحقیق، محققان با بررسی قطرات منفرد باران با حجم حدود پنج میکرولیتر، تشکیل این ترکیب را بر روی سطوح طبیعی برگ‌ها رصد کردند. نتایج نشان داد که شکل‌گیری پراکسید هیدروژن در این مقیاس کوچک و بدون نیاز به کاتالیزور صورت می‌گیرد. پژوهشگران برای شناسایی دقیق این ترکیب از تکنیک‌های پیشرفته الکتروشیمیایی و حسگرهای کوچک‌شده بهره گرفتند.

چشم‌انداز کاربردی و مطالعات آینده

بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، قطرات بسیار کوچک باران علاوه بر نقش سنتی خود در شست‌وشوی گیاهان، می‌توانند در محل تماس با سطح برگ به‌عنوان محیطی برای ایجاد ترکیبات اکسیدکننده عمل کنند. این فرایند احتمالا در ایجاد محیطی نامساعد برای عوامل میکروبی موثر است، هرچند تایید قطعی این فرضیه نیازمند مطالعات تکمیلی در شرایط طبیعی خواهد بود.

«این پژوهش ابعاد جدیدی از شیمی در مقیاس میکروسکوپی و واکنش‌های شیمیایی در فصل مشترک قطرات آب با محیط اطراف را نمایان می‌سازد.»

محققان همچنین احتمال می‌دهند که پدیده‌های مشابهی در سایر سامانه‌های طبیعی نظیر شبنم، مه و آئروسل‌ها نیز به وقوع بپیوندد که ضرورت انجام بررسی‌های بیشتر در این حوزه را دوچندان می‌کند.