Все новости

Ученые исследовали природу свечения в растворенной органике

Оказалось, что в основе такой флуоресценции лежит не только химическое разнообразие структур в составе этих веществ, но и специфический тип сверхбыстрого межмолекулярного взаимодействия

ТАСС, 2 августа. Российкие ученые открыли новые механизмы, которые определяют оптические свойства растворенного органического вещества. Благодаря этому можно повысить эффективность экомониторинга почв и водоемов. Результаты работы опубликовал научный журнал Environmental Science & Technology, кратко об этом пишет пресс-служба МГУ им. Ломоносова.

"Полученные результаты позволили сформулировать теоретические основы формирования оптических свойств растворенного органического вещества (РОВ) и гуминовых веществ (ГВ) и предложить новую теоретическую модель для объяснения экспериментально наблюдаемых трендов оптики РОВ и ГВ, которая может быть использована для мониторинга состояния природных вод и прогнозирования изменения окружающей среды в результате изменений климата с помощью оптических методов", – говорится в сообщении.

Гумификация – глобальный процесс разложения биомассы, образованной в результате фотосинтеза. Этот процесс замыкает цикл планетарного метаболизма органического углерода. Продукты гумификации – высоко неупорядоченные молекулярные ансамбли неживого органического вещества. Они представляют собой "экосистемный метаболом" и присутствуют в почвах и твердых горючих ископаемых (торф, уголь) в виде гуминовых веществ, а в природных водах формируют пул растворенного органического вещества.

Авторы работы отмечают, что по аналогии с качеством и количеством метаболитов, присутствующих в биологических жидкостях человека, молекулярный и количественный состав РОВ и ГВ несет информацию о здоровье водных и почвенных экосистем, поэтому может быть использован для диагностики и прогноза их состояния. Однако природа наблюдаемой флуоресценции и ее связь со структурными характеристиками и молекулярным составом РОВ и ГВ до сих пор оставались предметом научных дискуссий.

В новой работе ученые обратили внимание на то, что флуоресцентные свойства РОВ и ГВ различного происхождения весьма близки между собой, несмотря на крайнее разнообразие их молекулярного состава. Для объяснения этого явления ученые использовали методы флуоресцентной спектроскопии с наносекундным и фемтосекундным временным разрешением.

"В нашей работе мы впервые показали, что в основе наблюдаемых флуоресцентных свойств РОВ и ГВ лежит не только химическое разнообразие структур в составе их молекулярного ансамбля, но и наличие специфического типа открытого нами сверхбыстрого межмолекулярного взаимодействия, которое приводит к переносу энергии возбуждения между отдельными хромофорами РОВ и ГВ в масштабе пикосекунд", – рассказал один из авторов исследования, младший научный сотрудник МГУ Борис Якимов.