金磊 发自 凹非寺
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冬天容易感冒咳嗽得流感。

但这背后到底是什么原因？

一项来自斯坦福的研究揭开了这个问题其中的一层神秘面纱，而且结果可以说是令人意想不到。

因为它正是我们再熟悉不过的——水（H2O）。

没错，这项研究正是揭示了水所具有的一个神奇能力：

过氧化氢，俗称双氧水，其比较常见的“用武之地”便是消毒了。

难道说，现在“洒洒水就能消毒”了吗？为什么冬天水的消毒作用会变弱了呢？

别急，我们现在就来一探究竟。

H2O是如何自发变成H2O2的？

水分子转变成过氧化氢，从化学式层面上来看，就是往H2O上加个O，变成H2O2。

但事实上，要在原子层面上打断一个共价键，然后添上去一个氧原子，并非是一件易事。

而斯坦福大学的一个研究团队，却非要“死磕”这个难题，决定用非常简单的方式去实现这个转变。

团队在研究过程中却意外地发现了一个奇妙的现象：

于是，这项研究就在2019年发表在了《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

当然，这个过程还需要一些限定条件。

那就是需要将大体积的水，雾化成直径为1μm-20µm的微滴，这样就纯水就可以自发的变成过氧化氢了。

而且当时的这项研究还表明，微滴越小，按比例产生的过氧化氢就越多。

基于此，团队表示：

虽然结论较为惊人和意外，但与此同时，研究也遭到了其他学者的质疑。

例如来自阿卜杜拉国王科技大学大的Himanshu Mishra发表文章称：

其它研究的质疑点，同样也是强调过氧化氢生成的主要原因是与臭氧、氧气的化学相互作用等。

然而面对质疑，斯坦福团队并没有立刻展开“反击”，而是选择潜心继续研究。

终于在今年开始，陆陆续续发表文章“攻破”其它学者提出的种种质疑。

而就在PNAS上最新发表的一项研究，更是揭示了这一过程的化学基础。

在这项研究中，团队表示：

具体来说，就是电荷会在液体和固体两种材料之间“跳跃”，从而产生不稳定的分子碎片，即活性氧（reactive oxygen species）。

这其中就包含三电子还原产物羟基自由基（·OH），它们成对后便可结合生成过氧化氢。

团队对此表示“虽然数量极少，但是还是可以被检测出来”。

具体的过程则是通过质谱法，检测4-羧基苯基硼酸与表面18O2等离子体处理产生的18O标记的H2O2反应产物中的18O，证实了羟基参与H2O2的生成。

而且团队在这项研究中还进一步表明：

并且这些额外的发现还表明，无论微滴在哪里自然形成（包括在雾和雨滴等），水都可以转化为少量的诸如过氧化氢这类的活性氧。

但这项研究的意义不仅仅发现水变成双氧水过程化学基础这么简单，更是可以解释与多数人息息相关的生活现象。

季节性呼吸道疾病与此有关

相比于夏天，感冒流感等呼吸系统疾病（潜在的还包括新冠）在冬天爆发的几率会更高一些。

虽然一部分的原因，是因为人们在冬季更多时间是在室内活动，会更距离接触传染源。

但不论是在哪个季节，人们工作、学习和睡觉，基本上都是在室内。

斯坦福团队基于最新的这项研究，便得出了另一种结论：

具体而言，夏天室内空气的湿度会比较高，这就有利于液滴中的活性氧有足够的时间杀死病毒。

相反，人们冬天在室内为了取暖，往往会采取一系列加热的行为，这就会使空气中的湿度降低。

于是，液滴在活性氧起消毒作用之前就蒸发了。

对此，研究团队表示：

研究团队

在这一系列研究项目的背后，核心研究人员是来自斯坦福大学的Richard Zare教授。

他出生于1939年，在哈佛大学取得学士、博士学位，并于1977年入职斯坦福化学系。

在2006年，Zare还专门开设了一门课程，将物理学和生物学结合起来，探索生命系统如何利用分子与光的相互作用来实现视觉、光合作用等等。

目前，Zare的实验室致力于探索物理和分析化学的广泛问题，从基本化学反应的研究到地外物质的纳米级化学分析。

而在此次最新的研究中，作者还包括来自江汉大学、武汉大学和中科院的中国学者。

[1]https://news.stanford.edu/2022/08/01/benign-water-transforms-harsh-hydrogen-peroxide/
[2]https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2209056119
[3]https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1911883116
[4]https://profiles.stanford.edu/dick-zare
[5]https://baijiahao.baidu.com/s?id=1734928445039540565&wfr=spider&for=pc