Dicono che l'olio e l'acqua non si mischiano… ma ora gli scienziati hanno scoperto che – in determinate circostanze – potrebbe essere possibile.
Un nuovo studio suggerisce che alcune molecole oleose, che normalmente respingono l'acqua, possono essere costrette a dissolversi in acqua quando le due sostanze vengono schiacciate insieme sotto una pressione estrema. I ricercatori di Edimburgo hanno applicato alta pressione a minuscoli contenitori pieni di acqua e metano, creando condizioni simili all'intensa pressione che si trova sul fondo dell'oceano o all'interno dei pianeti Urano e Nettuno.
Sostanze idrorepellenti
Comprimendo insieme acqua e metano, gli scienziati sono stati in grado di ottenere informazioni su come interagiscono le sostanze chimiche. Il metano viene spesso utilizzato negli esperimenti per studiare le proprietà di sostanze come l'olio che respingono l'acqua, chiamate molecole idrofobiche. Le nuove scoperte suggeriscono che potrebbe essere possibile mescolare altre molecole idrofobe con l'acqua in modo simile.
Lo studio è pubblicato sulla rivista Progressi scientifici .
Il team ha spremuto metano e molecole d'acqua tra due diamanti ultra-affilati e li ha compressi unendo i due punti dell'incudine. L'incudine diamantata veniva utilizzata per applicare pressioni fino a 20, 000 bar - 20 volte maggiore della pressione sul fondo della fossa delle Marianne, la parte più profonda degli oceani del mondo.
Molecole compattate
Al microscopio, il metano, proprio come il petrolio, appare come grosse goccioline nell'acqua a pressione normale, dimostrando che le sostanze non si mescolano. Però, il team ha scoperto che le goccioline sono scomparse ad alte pressioni, indicando che il metano si era dissolto.
I ricercatori pensano che ciò accada perché le molecole di metano si restringono all'aumentare della pressione, mentre le molecole d'acqua rimangono sostanzialmente le stesse. Ciò potrebbe consentire alle molecole di metano compattate di adattarsi tra le molecole d'acqua molto più grandi, permettendo loro di mescolarsi, dice la squadra.
Applicazioni utili
Comprendere le proprietà di miscelazione di acqua e metano potrebbe aiutare i ricercatori a trovare modi per sostituire i solventi costosi e pericolosi utilizzati nell'industria.
Potrebbe anche aiutare a fornire nuove informazioni sulle condizioni sul fondo dell'oceano o nel sistema solare esterno. Lo studio è stato sostenuto dall'Engineering and Physical Sciences Research Council e dal European Research Council.
"Questi risultati entusiasmanti fanno luce su come le sostanze idrorepellenti si comportano sotto alte pressioni, come quelli che si trovano sul fondo dell'oceano o all'interno dei pianeti. Questo potrebbe avere una vasta gamma di applicazioni, dalla sostituzione di solventi industriali costosi e pericolosi per l'ambiente alla modellazione di corpi planetari come la più grande luna di Saturno, Titano, "dice il dottor John Loveday.
