На уроках химии нам недоговаривали: назван способ смешать воду и масло

Каждый школьник знает о том, что масло и вода не смешиваются между собой. Однако ученые решили бросить вызов природе и сумели определить механизм, благодаря которому пара этих субстанций образует целостный раствор. В процессе эксперимента задействовалась не только химия, найти способ, благодаря которому из воды и масла образовалась однородная смесь помогли современные технологии.

Что придумали ученые?

Хотя и известно, что маслянистые субстанции не смешиваются с водой, химики давно предполагали, что создать такой раствор все же можно, при условии, что более плотная жидкость диспергируется в виде мелких капель.

Команды специалистов EPFL и ICTP изучили этот вопрос и провели ряд экспериментов с использованием новой оптической технологии. Ученым удалось определить механизм, с помощью которого эти два нейтральных и несмешивающихся элемента могут фактически сливаться и образовывать однородные эмульсии. Секрет смешивания скрывался в распределении электрического заряда на границе раздела субстанций.

Как работали ученые?

Профессор Сильви Рок, ведущий автор исследования, подчеркивает, что наибольшую сложность в экспериментальной работе представляло «вмешательство» в процесс взаимодействия молекул воды. И именно эту трудность ученым и удалось преодолеть.

При обычном смешивании вода и маслянистые субстанции не образуют раствор. Но, как выяснилось в ходе экспериментов, при подводе энергии в виде ультразвука капли масла размером менее 1 микрона образуются в чистой воде и продолжают существовать в течение нескольких недель или месяцев. Любопытно, что при помещении в электрическое поле капли движутся в сторону положительного заряда. Таким образом, смешивание масла и воды приводит к образованию отрицательно заряженных капель эмульсии.

Команда ученых из Лаборатории фундаментальной биофотоники (LBP) инженерной школы EPFL во главе с профессором Рок в сотрудничестве с доктором Али Хассанали из Международного центра теоретической физики (ICTP) в Триесте обнаружили источник отрицательного заряда и разработали методику, при которой результаты смешивания являлись стабильными.

Исследование опубликовано в журнале Science.