Ученые из Университета науки и технологий Китая разработали новый метод изучения органических молекул во льду с помощью фосфоресцентных зондов и фосфоресцентной спектроскопии. Предполагается, что лед сыграл решающую роль в возникновении жизни. Одна из причин заключается в том, что органические молекулы могут концентрироваться в полостях между кристаллической решеткой льда, образованной упорядоченными молекулами воды.
Однако существующие методы изучения органических молекул во льду, такие как рамановская и инфракрасная спектроскопия, в основном ограничиваются методами спектроскопии поглощения, что снижает чувствительность измерения.
Команда предложила эмиссионный метод изучения органических молекул в водяном льду. Они использовали состояние гидратации фосфоресцирующего зонда, йодистого акридиния (ADI), чтобы показать микроструктурные изменения водяного льда (например, кристаллический или стеклообразный).
Микроструктура льда может значительно изменяться под воздействием незначительного количества водорастворимых органических молекул. В частности, если лед остается аморфным при низких температурах, катион AD+ и анион I- зонда ADI будут разделены связанными молекулами воды, демонстрируя длительно живущую фосфоресценцию и видимое зеленовато-желтое послесвечение. В то время как в упорядоченном кристаллическом льду молекулы зонда ADI агрегируются, вызывая кратковременную красную фосфоресценцию за счет эффекта тяжелого атома йода.
Исследование показало, что добавление незначительных количеств небольших или крупных молекулярных органических веществ в воду может значительно препятствовать кристаллической структуре льда.
