Các kỹ sư Mỹ giải mã cách các oxit sắt hấp thụ carbon ở quy mô nano

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Northwestern đã làm sáng tỏ các cơ chế phân tử mà ferrihydrite, một khoáng chất oxit sắt phổ biến trong đất, thu giữ và ổn định cacbon hữu cơ. Trái ngược với giả định trước đây rằng điện tích dương tổng thể của ferrihydrite chỉ liên kết với các phân tử hữu cơ mang điện tích âm, nhóm nghiên cứu phát hiện bề mặt của nó là một bức tranh khảm ở quy mô nano gồm các mảng điện tích dương và âm. Sự phân bố điện tích không đồng nhất này cho phép ferrihydrite thu hút một loạt các hợp chất hữu cơ đa dạng, bao gồm cả các phân tử mang điện tích dương và âm, giải thích vai trò của nó như một bể chứa cacbon hiệu quả và bền vững trong đất. Sử dụng mô hình phân tử độ phân giải cao, kính hiển vi lực nguyên tử và quang phổ hồng ngoại, các nhà nghiên cứu đã xác định nhiều cơ chế liên kết giữa ferrihydrite và các phân tử hữu cơ trong đất như axit amin, axit thực vật, đường và ribonucleotide. Ví dụ, các axit amin mang điện tích dương liên kết với các mảng bề mặt mang điện tích âm, trong khi các axit amin mang điện tích âm gắn vào các vùng mang điện tích dương. Ribonucleotide ban đầu bám vào thông qua lực hút tĩnh điện và sau đó hình thành các liên kết hóa học mạnh hơn với sắt.