Raffinare il platino, plutonio, o certi altri metalli spesso dipende da come il metallo si comporta alle interfacce liquide. La sfida? Gli scienziati hanno modi limitati per analizzare i dettagli delle interfacce liquide. Ora, i ricercatori hanno descritto in modo significativo come le molecole d'acqua circondano uno ione a base di platino. La loro descrizione include una struttura inaspettatamente complessa che si forma sulla superficie del liquido. Il team ha notato non meno di tre diverse forme di acqua che si avvolgono attorno allo ione. La complessa struttura dell'acqua è inaspettata e crea comportamenti insoliti rispetto a quelli osservati intorno a ioni più piccoli e leggeri in condizioni simili.

La raffinazione del platino e di altri metalli preziosi comporta lo spostamento del metallo desiderato da un liquido all'altro. Ma si sa poco su come funziona questo trasferimento su scala molecolare. Questo lavoro aiuta a spiegare come il platino e altri metalli pesanti si muovono e reagiscono attraverso i liquidi.

Estrazione mediante solvente, la tecnologia di riferimento per il ritrattamento delle scorie nucleari o la raffinazione di terre rare e metalli preziosi, comporta il trasferimento preferenziale di una specie chimica mirata tra due fasi immiscibili attraverso un'interfaccia liquido-liquido. Si conoscono relativamente poche informazioni su scala molecolare sul meccanismo o sui meccanismi di questo trasferimento attraverso un'interfaccia. Come mai? In gran parte, il divario di conoscenza è dovuto al fatto che la maggior parte delle sonde sperimentali non è in grado di interrogare direttamente le interfacce liquide. Anche le migliori sonde sensibili alla superficie sono sensibili solo a componenti limitati della struttura interfacciale.

Per fornire una descrizione su scala molecolare di pesanti, complessi anionici, come PtCl62-, con molecole di estrazione caricate positivamente all'interfaccia aria/acqua, ricercatori hanno combinato esperimenti con raggi X di sincrotrone, spettroscopia di generazione di frequenza somma sensibile alla superficie (SFG), e simulazioni di dinamica molecolare. I raggi X forniti dall'Advanced Photon Source hanno sondato le caratteristiche strutturali degli ioni metallici localizzati sulla superficie. Una combinazione di misurazioni di dispersione e fluorescenza ha scoperto un processo di adsorbimento in due fasi che dipende dalla concentrazione di metallo in soluzione. La spettroscopia SFG ha rivelato una struttura dell'acqua unica correlata a questo adsorbimento. Una nuova analisi del sottoinsieme delle simulazioni di dinamica molecolare ha ulteriormente chiarito i dettagli della struttura dell'acqua interfacciale risultante dai complessi anionici fortemente idratati. La ricerca ha mostrato che dopo l'adsorbimento, il PtCl ₆ ^2- i complessi conservano parzialmente la loro prima e seconda sfera di idratazione. È possibile identificare tre tipi di molecole d'acqua attorno agli ioni, differenziati dal loro orientamento e motivi di legame idrogeno. I risultati hanno importanti implicazioni per la modellazione predittiva degli ioni carichi alle interfacce aria/acqua.