Tim peneliti dari University of Chicago Pritzker School of Molecular Engineering dan Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP) di Italia menggunakan simulasi mekanika kuantum untuk menjelaskan perubahan kimia pada es yang dipaparkan cahaya ultraviolet. Hasil penelitian dipublikasikan di Proceedings of the National Academy of Sciences.
Permasalahan ini muncul dari eksperimen pada 1980-an yang menunjukkan perbedaan penyerapan setelah beberapa menit dan setelah berjam-jam paparan UV. Simulasi menunjukkan bahwa jenis defek dalam kisi kristal es—seperti kekosongan, ion hidroksida, dan defek Bjerrum—mengubah spektrum penyerapan. Kehadiran ion hidroksida menggeser penyerapan awal, sedangkan defek Bjerrum menyebabkan perubahan yang lebih besar.
Pada tingkat molekuler, cahaya UV dapat memecah air menjadi ion hidronium, radikal hidroksil, dan elektron bebas. Elektron itu kadang menyebar melalui es atau terperangkap di rongga kecil. Tim kini berkolaborasi dengan eksperimen dan berencana memodelkan kombinasi defek, permukaan, dan air lelehan. Temuan ini relevan untuk pelepasan gas dari permafrost dan kimia di bulan es seperti Europa dan Enceladus.
Kata-kata sulit
- simulasi — model komputer untuk meniru kejadian nyata
- mekanika kuantum — cabang fisika yang mempelajari partikel sangat kecil
- kisi kristal — susunan teratur atom atau molekul padat
- defek — kerusakan atau kekurangan dalam struktur padatdefek Bjerrum
- ion hidroksida — partikel bermuatan yang berasal dari molekul air
- spektrum penyerapan — rentang warna atau energi yang diserap oleh bahan
- radikal hidroksil — molekul reaktif dengan satu atom oksigen dan hidrogen
- elektron — partikel bermuatan negatif kecil di sekitar inti atomelektron bebas
Tips: arahkan kursor, fokus, atau ketuk kata yang disorot di dalam teks untuk melihat definisi singkat sambil membaca atau mendengarkan.
Pertanyaan diskusi
- Bagaimana kombinasi defek dan permukaan es bisa mempengaruhi pelepasan gas di permafrost menurutmu?
- Apakah menurutmu simulasi komputer cukup untuk memahami kimia es, atau masih perlu eksperimen? Jelaskan alasanmu.
- Mengapa hasil penelitian tentang kimia di bulan es seperti Europa penting bagi penelitian ruang angkasa?
Artikel terkait
Model Bahasa AI dan Pemahaman Dunia Nyata
Peneliti dari Brown University menguji apakah model bahasa AI bisa membedakan peristiwa yang umum, tidak mungkin, mustahil, atau tidak masuk akal. Mereka menggunakan metode untuk melihat keadaan internal model dan menemukan vektor plausibilitas yang sesuai dengan penilaian manusia.
Komposit Serbuk Kayu Berperekat Struvite Tahan Api dan Dapat Didaur Ulang
Para peneliti mengubah serbuk kayu menjadi komposit yang memakai mineral struvite sebagai perekat. Material ini lebih tahan api, dapat didaur ulang, dan cocok untuk penggunaan interior, tetapi perlu peningkatan skala dan penurunan biaya.
Bactery: Baterai dari Bakteri Tanah untuk Pertanian
Spin-out dari University of Bath mengembangkan Bactery, baterai yang memanfaatkan bakteri tanah untuk memberi daya sensor dan perangkat IoT di lahan pertanian dengan pasokan listrik sulit. Prototipe diuji sejak 2019 dan perusahaan menargetkan produksi kecil tahun 2026.