Svævende dråber giver videnskabsmænd mulighed for at udføre berøringsfri kemiske reaktioner

Levitation har længe været en fast bestanddel af magiske tricks og film. Men i laboratoriet, det er ikke noget trick. Forskere kan svæve dråber af væske, selvom det har været udfordrende at blande dem og observere reaktionerne. Udbetalingen, imidlertid, kunne være stor, da det ville give forskere mulighed for at udføre kontaktfrie eksperimenter uden containere eller håndtering, der kan påvirke resultatet. Nu, et team, der rapporterer i ACS' Analytisk kemi har udviklet en metode til at gøre netop det.

Forskere har lavet enheder til at svæve små genstande, men de fleste metoder kræver, at objektet har visse fysiske egenskaber, såsom elektrisk ladning eller magnetisme. I modsætning, akustisk levitation, som bruger lydbølger til at suspendere en genstand i en gas, ikke stole på sådanne egenskaber. Alligevel er eksisterende enheder til akustisk levitation og blanding af enkelte partikler eller dråber komplekse, og det er svært at opnå målinger fra dem, da der sker en kemisk reaktion. Stephen Brotton og Ralf Kaiser ønskede at udvikle en alsidig teknik til kontaktløs kontrol af to kemisk adskilte dråber, med et sæt sonder til at følge reaktionen, når dråberne smelter sammen.

Holdet lavede en akustisk levitator og suspenderede to dråber i den, den ene over den anden. Derefter, de fik den øvre dråbe til at svinge ved at variere lydbølgens amplitude. Den oscillerende øvre dråbe smeltede sammen med den nedre dråbe, og den resulterende kemiske reaktion blev overvåget med infrarød, Raman og ultraviolet synlige spektroskopier. Forskerne testede teknikken ved at kombinere forskellige dråber. I et eksperiment, for eksempel, de fusionerede en ionisk væske med salpetersyre, forårsager en lille eksplosion. Den nye levitationsmetode kan hjælpe forskere med at studere mange forskellige typer kemiske reaktioner inden for områder som materialevidenskab, medicinsk kemi og planetarisk videnskab, siger forskerne.