Forskere opdager en metode til at forhindre sammensmeltning i ikke-blandbare væsker

Et team af kemiske ingeniører fra Université PSL, CNRS, Harvard University og kemivirksomheden Calyxia har opdaget en måde at forhindre eller forsinke sammensmeltning i nogle ublandbare væsker.

I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Science , beskriver gruppen, hvordan eksperimenter, de udførte, førte til opdagelsen af ​​en måde at få nogle væsker såsom vand og olie til at forblive som en emulsion i lange perioder uden brug af overfladeaktive stoffer.

Det er almindeligt kendt, at når to ublandbare væsker, såsom vand og olie, blandes, forbliver de ikke ret længe – de adskilles langsomt i to lag. Dette er fordi de aldrig rigtig blander sig til at begynde med; i stedet eksisterer de sammen som dråber, der smelter sammen, når de kommer i kontakt med hinanden.

På grund af dette har kemikere udviklet forskellige overfladeaktive stoffer, der tvinger sådanne væsker til at forblive "blandet" i nogen periode. Men som forskerne involveret i denne nye undersøgelse påpeger, er sådanne overfladeaktive stoffer ofte giftige for miljøet, mennesker eller begge dele.

Teamets arbejde involverede at blande mange forskellige slags ikke-blandbare væsker (hovedsageligt vand og flere typer olier) og derefter studere dem for at lære mere om, hvordan de opførte sig. Ved at gøre det bemærkede de i nogle tilfælde meget tynde, men stabile oliefilm, der spontant dannede sig mellem dråberne, efter at prøverne var rystet.

Et nærmere kig viste, at de tynde film inducerede adhæsion mellem dråberne, mens de på samme tid forhindrede dem i at samle sig. Og det gjorde det muligt for de to væsker at forblive i en rystet tilstand i lange perioder. Holdet bemærker, at et sådant fænomen aldrig er blevet observeret før.

Efter at have udført flere eksperimenter fandt forskerholdet ud af, at olier, der var meget polære og havde en høj molekylvægt, bedst forhindrede sammensmeltning. De bemærkede også, at de tynde film dannedes i det øjeblik, væskerne blev rystet.

De påpeger, at de fleste vegetabilske olier kan polymeriseres uden stor indsats, hvilket tyder på, at mange biologisk nedbrydelige materialer kunne fremstilles uden behov for et overfladeaktivt middel. Det samme kan være tilfældet, foreslår de, for dufte og kosmetik.

Forskerne foreslår endvidere, at de teknikker, de brugte til at "blande" de ublandbare væsker, også kunne tænkes at blive brugt til at udvikle nye typer plast fremstillet af biologisk nedbrydelige materialer og vand.

Flere oplysninger: Claire Nannette et al., Tynde klæbende oliefilm fører til unormalt stabile blandinger af vand i olie, Science (2024). DOI:10.1126/science.adj6728

Journaloplysninger: Videnskab

© 2024 Science X Network