I confronti prima e dopo non raccontano tutta la storia delle reazioni chimiche nei fluidi che scorrono, come quelli in un reattore chimico, secondo un nuovo studio di una collaborazione con sede in Giappone.

I ricercatori hanno pubblicato il loro articolo il 6 maggio nel Journal of Physical Chemistry B , una rivista dell'American Chemical Society. I risultati sono stati pubblicati sulla copertina del giornale.

Il team ha esaminato come cambia una soluzione di polimeri disciolti dopo l'aggiunta di Fe ³⁺ soluzione. Questi tipi di soluzioni vengono utilizzati per controllare meglio le variabili in diversi campi, compresa la produzione. Nella produzione automobilistica, ad esempio, le soluzioni aiutano a ottenere una completa uniformità di copertura della vernice e a controllare quanto un materiale si espande o si contrae a varie temperature.

Tradizionalmente, i ricercatori esaminano una soluzione prima di un reagente, come Fe ³⁺ soluzione, è aggiunto, e di nuovo dopo che la reazione ha luogo.

"In altre parole, se una proprietà del fluido come la viscosità della soluzione è maggiore dopo la reazione rispetto a prima, ci aspetteremmo che si verifichi un aumento della viscosità dalla reazione durante il flusso, " disse Yuichiro Nagatsu, autore corrispondente dell'articolo e professore associato presso il Dipartimento di ingegneria chimica dell'Università di agricoltura e tecnologia di Tokyo.

Nagatsu e il team hanno scoperto che il confronto prima e dopo non è affidabile come si pensava in precedenza. Hanno osservato un aumento della viscosità nella soluzione durante una reazione chimica a Fe ³⁺ , ma la soluzione si era diluita alla fine della reazione. Hanno confermato le loro osservazioni chimiche con la spettroscopia infrarossa, che consente ai ricercatori di esaminare le interazioni microscopiche senza una preparazione approfondita che potrebbe disturbare ulteriormente il campione.

La dinamica del flusso spiega i cambiamenti microscopici all'interno di queste reazioni chimiche - molecole che spogliano altre molecole di elettroni e simili - che cambiano radicalmente la composizione della soluzione. Però, la viscosità è nota come cambiamento macroscopico:descrive la soluzione nel suo insieme piuttosto che le singole interazioni a livello microscopico.

È incredibilmente insolito che una soluzione del genere passi attraverso fasi così macroscopiche solo per perdere le caratteristiche alla fine di una reazione chimica, secondo Nagatsu. Questa comprensione potrebbe avere importanti implicazioni a livello industriale, ambientale, e campi biologici.

"Il nostro obiettivo finale è stabilire una nuova area di ricerca per comprendere il flusso che reagisce chimicamente che coinvolge la diagnosi della struttura della molecola, " Ha detto Nagatsu. Ha anche notato che i piani per sviluppare un nuovo metodo per controllare la fluidodinamica attraverso la loro nuova comprensione delle interazioni.