In un articolo pubblicato sulla rivista Nature Communications, un team di ricercatori dell'Università di Cambridge ha risposto a una domanda di lunga data sul comportamento dei liquidi covalenti.

I liquidi covalenti sono liquidi costituiti da molecole tenute insieme da legami covalenti. Questi legami sono più forti delle forze di van der Waals che tengono insieme i liquidi molecolari e, di conseguenza, i liquidi covalenti tendono ad essere più viscosi e hanno punti di ebollizione più elevati.

Una delle proprietà più insolite dei liquidi covalenti è che mostrano un picco nella loro capacità termica specifica a una temperatura che tipicamente è circa due terzi del loro punto di ebollizione. Questa vetta è conosciuta da oltre un secolo, ma la sua origine è rimasta un mistero.

I ricercatori di Cambridge hanno utilizzato una combinazione di misurazioni sperimentali e simulazioni al computer per dimostrare che il picco della capacità termica specifica è causato dalla rottura e dal riformamento dei legami covalenti.

A basse temperature, i legami covalenti in un liquido sono relativamente forti e non si rompono facilmente. All’aumentare della temperatura i legami si indeboliscono e cominciano a rompersi più frequentemente. Questo processo raggiunge il massimo al picco della capacità termica specifica. A temperature più elevate, i legami si rompono così frequentemente che il liquido comincia a comportarsi più come un gas.

Le scoperte dei ricercatori forniscono una nuova comprensione del comportamento dei liquidi covalenti e potrebbero avere implicazioni per lo sviluppo di nuovi materiali e tecnologie.

Sfondo

I liquidi covalenti sono un tipo di liquido costituito da molecole tenute insieme da legami covalenti. I legami covalenti si formano quando due atomi condividono una o più coppie di elettroni. Questi legami sono più forti delle forze di van der Waals che tengono insieme i liquidi molecolari e, di conseguenza, i liquidi covalenti tendono ad essere più viscosi e hanno punti di ebollizione più elevati.

Una delle proprietà più insolite dei liquidi covalenti è che mostrano un picco nella loro capacità termica specifica a una temperatura che tipicamente è circa due terzi del loro punto di ebollizione. Questa vetta è conosciuta da oltre un secolo, ma la sua origine è rimasta un mistero.

Lo studio di Cambridge

In un articolo pubblicato sulla rivista Nature Communications, un team di ricercatori dell'Università di Cambridge ha risposto all'annosa domanda sull'origine del picco della capacità termica specifica dei liquidi covalenti.

I ricercatori hanno utilizzato una combinazione di misurazioni sperimentali e simulazioni al computer per dimostrare che il picco della capacità termica specifica è causato dalla rottura e dalla riforma dei legami covalenti.

A basse temperature, i legami covalenti in un liquido sono relativamente forti e non si rompono facilmente. All’aumentare della temperatura i legami si indeboliscono e cominciano a rompersi più frequentemente. Questo processo raggiunge il massimo al picco della capacità termica specifica. A temperature più elevate, i legami si rompono così frequentemente che il liquido comincia a comportarsi più come un gas.

Implicazioni

Le scoperte dei ricercatori forniscono una nuova comprensione del comportamento dei liquidi covalenti e potrebbero avere implicazioni per lo sviluppo di nuovi materiali e tecnologie.

Ad esempio, la capacità di controllare la rottura e la riforma dei legami covalenti potrebbe essere utilizzata per progettare nuovi materiali con proprietà specifiche. Ciò potrebbe portare allo sviluppo di nuovi farmaci, plastiche e altri materiali con prestazioni migliorate.

Conclusione

Lo studio di Cambridge ha risposto a una domanda di vecchia data sul comportamento dei liquidi covalenti. Questa nuova comprensione potrebbe avere implicazioni per lo sviluppo di nuovi materiali e tecnologie.