الماء شيء غريب ولكنه مهم جدًا. في الواقع، إنه أحد أكثر الجزيئات غرابة على وجه الأرض، فهو يغلي عند درجة حرارة لا ينبغي لها ذلك، ويتمدد ويطفو عندما يكون في حالة صلبة. أظهر بحث جديد أنه عندما يتلامس الماء مع سطح القطب، لا تتفاعل جميع جزيئاته بنفس الطريقة، مما قد يؤثر بشكل كبير على قدرة المواد المختلفة على الذوبان في الماء عند تعرضها لمجال كهربائي. وهذا بدوره يحدد كيفية حدوث التفاعل الكيميائي. ومن الممكن أن يكون لهذا الكشف الجديد تأثير كبير على جميع العمليات المتعلقة بالمياه، من تنقية المياه إلى تصنيع الأدوية.
ومن المناسب أن يكون هذا العمل الرائد نتاج بحث متعدد التخصصات بين كيميائي ومهندس كهربائي. بعد كل شيء، الكيمياء هي في الأساس دراسة للإلكترونات، والتفاعلات الكيميائية هي التي تصنع المواد التي بني عليها عالمنا. كان هذا البحث الرائد نتيجة للجهود المشتركة لستيفن كرونين، أستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في كلية الهندسة في جامعة جنوب كاليفورنيا فيتيربي، وألكسندر بندرسكي، أستاذ مشارك في الكيمياء في كلية الآداب والفنون والعلوم في جامعة جنوب كاليفورنيا دورنسيف. لقد قدم كل باحث مساهمة مهمة في العمل، في هذه الحالة قطب كهربائي مبتكر من قبل المهندس كرونين وتقنية التحليل الطيفي بالليزر المتقدمة من قبل الكيميائي بندرسكي. وفي نهاية المطاف، كان الجمع بين هذين التصميمين هو الذي أدى إلى هذا الاختراق الملحوظ.
أولاً، صمم كرونين قطبًا فريدًا من الجرافين أحادي الطبقة (بسمك 0.355 نانومتر فقط). يعد بناء أقطاب الجرافين نفسها عملية معقدة للغاية. في الواقع، فإن القطب الكهربائي المطلوب لهذا البحث بالذات هو الذي جربته مجموعات بحثية حول العالم في الماضي وفشلت. "لقد عانيت أنا وأليكس من ذلك لفترة من الوقت واضطررنا إلى تغيير تصميمنا عدة مرات. قال كرونين: "إنه لمن دواعي السرور والمثير أن نرى نتائج عملنا أخيرًا". بمجرد وضع القطب الكهربي في خلية مائية ويبدأ التيار بالتدفق، تدخل تقنية بندرسكي حيز التنفيذ، والتي تستخدم طريقة التحليل الطيفي بالليزر الخاصة التي لم يتمكن سوى عدد قليل من المجموعات البحثية الأخرى من إعادة إنتاجها. وقال بيندرسكي: "في ظل ظروف تجاربنا، تمكنا من رؤية كيفية تفاعل الجزيئات مع المجال بطريقة لم يفهمها أحد من قبل".
