过氧化氢（为什么水可以自发地形成过氧化氢）

自从陷入全球新冠大流行以来，我们可能更清楚地意识到，自己被微小的水滴包围着。在潮湿的空气中，或咳嗽、打喷嚏或说话时，这些微液滴可以携带各种微小颗粒，从污染到流感等病毒。

早在 2019 年，这些环境水微粒的基本化学性质就给我们带来过一个惊喜：研究人员发现，普通的、原本良性的水滴，会以某种方式自发形成少量但数量可观的过氧化氢（H2O2）。

没错！就是我们用来漂白头发或给伤口消毒的弱酸性物质：过氧化氢。

现在，一组研究人员发现，如果这种自发反应发生在接触固体表面时，它可能在流感的季节性中发挥作用。

斯坦福大学化学家理查德·查尔（Richard Zare）参与了上述两项发现，他说：“水是最常见的物质之一，我们自以为对它非常了解，但实际情况却让我们感到惭愧。”

在体积上，水是相当稳定的，但相比之下，把它分成微小的液滴似乎会彻底改变它的行为。

当物体缩小时，它们的相对体积比表面积减小得更快。这意味着一个微小的水滴暴露在周围环境中的分子比例要比玻璃杯、桶或湖里的分子比例大得多。

来自江汉大学的化学家陈伯雷和他的同事证实，正是在这个暴露的表面上，过氧化氢自主形成了。

利用一种在过氧化氢（H2O2）存在时会发光的染料，研究小组绘制了它在接触玻璃表面的液滴中发生的情况，发现它最集中在两种物质之间的界面处。研究人员证明，当液滴接触到包括土壤或悬浮在空气中的细粉尘在内的其他9种固体时，也会产生H2O2。

在之前的一项研究中，他们还表明，这是自然发生的，只是当水从空气中凝结到寒冷的表面时。过氧化氢（H2O2）含量会随湿度的增加而增加。

化学家理查德·查尔解释说：“接触带电产生过氧化氢，似乎是水—固界面上的普遍现象。”

为了弄清楚这些液滴从哪里偷走了多余的氧原子，研究人员用重氧同位素“18O”处理了玻璃表面。果然，液滴通过吸收玻璃表面的 18O 原子形成了过氧化氢，证实了附着在表面材料上的氢和氧的可激发元素“羟基自由基”是过氧化氢的来源。

随着酸的形成，研究团队还可以随着染料的发光增加，及时测量从固体流向地面的电流。

这证实了之前的研究结果，即电子交换发生在一个被称为“接触带电”的过程中，产生羟基自由基。

研究小组在他们的论文中写道，这当然不排除某些原材料可能由环境中的其他来源提供，例如臭氧 (O3)。但它确实证实了，仅需要水滴和固体表面即可。

化学家理查德·查尔说：“接触带电提供了一种化学基础，部分解释了为什么病毒性呼吸道疾病具有季节性。”

随着夏季温暖空气中的水分增加，携带少量过氧化氢，这可能是循环病原体需要处理的又一个障碍。相反，寒冷、干燥的冬季空气可能会给病毒一个小小的优势，让它们从一个打喷嚏的鼻子跳到另一个打喷嚏的鼻子。

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