水は奇妙ですが、非常に重要なものです。実際、水は地球上で最も珍しい分子の 1 つであり、本来沸騰すべきではない温度で沸騰し、固体状態では膨張して浮遊します。新しい研究によると、水が電極の表面と接触すると、その分子のすべてが同じように反応するわけではなく、電界にさらされたときにさまざまな物質が水に溶ける能力に劇的な影響を与える可能性があります。これにより、化学反応がどのように発生するかが決まります。この新しい発見は、水の浄化から医薬品の製造まで、水に関連するすべてのプロセスに大きな影響を与える可能性があります。
この先駆的な研究が化学者と電気技術者の学際的な研究から生まれたのは、まさにうってつけです。結局のところ、化学は基本的に電子の研究であり、化学反応によって私たちの世界を構成する材料が作られます。この画期的な研究は、USC ビタビ工学部の電気・コンピュータ工学教授であるスティーブン・クロニンと、USC ドーンサイフの文学部化学准教授であるアレクサンダー・ベンダースキーの共同研究の結果です。すべての研究者がこの研究に重要な貢献をしており、今回の場合は、技術者のクロニンによる画期的な電極と化学者のベンダースキーによる高度なレーザー分光法です。最終的に、この 2 つの設計の組み合わせが、観察された画期的な進歩につながりました。
まず、クロニン氏は独自の単層グラフェン電極（厚さわずか0.355nm）を設計した。グラフェン電極自体の構築は非常に複雑なプロセスである。実際、この特定の研究に必要な電極は、世界中の研究グループが過去に試みて失敗したものである。「アレックスと私はしばらく苦労し、何度も設計を変更しなければなりませんでした。ようやく私たちの研究結果を見ることができて嬉しく、興奮しています」とクロニン氏は語った。電極を水セルに配置して電流が流れ始めるとすぐに、ベンダースキー技術が作用する。これは、他のいくつかの研究グループだけが再現できた特殊なレーザー分光法を使用する。「私たちの実験の条件下では、これまで誰も理解できなかった方法で分子がフィールドとどのように相互作用するかを見ることができました」とベンダースキー氏は語った。
