Opløst salt kan samles igen i nanoskala, ifølge simuleringer

Enhver kok, der er salt værd, ved, at et strejf af tingene-som hovedsagelig består af sammensat natriumchlorid-vil opløses, når det lægges ned i en gryde med vand ved stuetemperatur.

Men som en kemiker, der har brugt årtier på at undersøge, hvordan stoffer opfører sig, når de er begrænset til uendelige små rum, Nebraskas Xiao Cheng Zeng ved også, at det, der sker på makroskalaen, ikke nødvendigvis holder på nanoskalaen.

Zeng og hans kolleger kørte for nylig computersimuleringer for at bestemme, hvordan natriumchlorid og dets salte fætter, lithiumchlorid, reagerer muligvis, når den er nedsænket i en nanoskopisk vandstrøm omgivet af to glatte, vandafvisende vægge.

Disse simuleringer forudsagde noget vildt kontraintuitivt. Efter først at have været opløst i vandet, den anklagede, tilfældigt dispergerede atomer af både natrium og lithiumchlorid ville spontant samles igen i 2D -lag, ifølge simuleringerne. I tilfælde af natriumchlorid, dette lag ville være identisk med dets faste stof, foropløst tilstand:et krystallinsk mønster af firkanter, med hvert natriumatom omgivet af fire chloratomer, eller omvendt. For lithiumchlorid, laget ville omfatte sekskantede ringe - tre lithiumatomer, tre klor- eller zigzakkende kæder af atomerne, eller begge.

Baseret på holdets beregninger, den uventede adfærd dukker dels op, fordi indeslutning i nanoskala reducerer interaktionsstyrken mellem et ladet atom - natrium, lithium eller chlor - og vandmolekylerne, der typisk danner en skal omkring det. Denne hydratiseringsskal holder normalt modsat ladede partikler, såsom natrium og chlor, fra genmontering efter opløsning - men ikke når den er begrænset til et nanoskopisk rum, fandt forskerne.

Zeng og hans andre computerkemikere håber, at deres forudsigelser vil opmuntre andre forskere til at udføre eksperimenter, der validerer eller udfordrer deres simuleringer.

Disse forudsigelser kan i sidste ende informere designet af nanofluidiske enheder, der transporterer ladede atomer for at genskabe neuronal aktivitet, Sagde Zeng.