Ze zeggen dat olie en water niet samengaan … maar nu hebben wetenschappers ontdekt dat het – onder bepaalde omstandigheden – mogelijk is.

Een nieuwe studie suggereert dat sommige olieachtige moleculen - die normaal gesproken water afstoten - kunnen worden gedwongen om op te lossen in water wanneer de twee stoffen onder extreme druk samen worden geperst. Onderzoekers in Edinburgh oefenden hoge druk uit op kleine containers gevuld met water en methaan, omstandigheden creëren die vergelijkbaar zijn met de intense druk die wordt aangetroffen op de oceaanbodem of in de planeten Uranus en Neptunus.

Waterafstotende stoffen

Door water en methaan samen te persen, wetenschappers hebben inzicht kunnen krijgen in hoe de chemicaliën op elkaar inwerken. Methaan wordt vaak gebruikt in experimenten om de eigenschappen van waterafstotende stoffen zoals olie te bestuderen - hydrofobe moleculen genoemd. De nieuwe bevindingen suggereren dat het mogelijk is om andere hydrofobe moleculen op een vergelijkbare manier met water te mengen.

De studie is gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang .

Het team perste methaan- en watermoleculen tussen twee ultrascherpe diamanten en comprimeerde ze door de twee aambeeldpunten bij elkaar te brengen. Het diamanten aambeeld werd gebruikt om drukken tot 20, 000 Bar – 20 keer groter dan de druk op de bodem van de Marianentrog, het diepste deel van de wereldzeeën.

Gecomprimeerde moleculen

Onder een microscoop, methaan - net als olie - verschijnt als grote druppels in water bij normale druk, waaruit blijkt dat de stoffen niet mengen. Echter, het team ontdekte dat de druppeltjes bij hoge druk verdwenen, wat aangeeft dat het methaan was opgelost.

Onderzoekers denken dat dit gebeurt omdat methaanmoleculen krimpen als de druk toeneemt, terwijl watermoleculen grotendeels hetzelfde blijven. Hierdoor kunnen verdichte methaanmoleculen tussen de veel grotere watermoleculen passen, waardoor ze kunnen mengen, zegt het team.

Handige toepassingen

Inzicht in de mengeigenschappen van water en methaan zou onderzoekers kunnen helpen bij het vinden van manieren om dure en gevaarlijke oplosmiddelen die in de industrie worden gebruikt, te vervangen.

Het kan ook helpen om nieuwe inzichten te verschaffen in de omstandigheden op de bodem van de oceaan of in het buitenste zonnestelsel. De studie werd ondersteund door de Engineering and Physical Sciences Research Council en de European Research Council.

"Deze opwindende bevindingen werpen licht op hoe waterafstotende stoffen zich gedragen onder hoge druk, zoals die gevonden op de oceaanbodem of in planeten. Dit kan een enorm scala aan toepassingen hebben, van het vervangen van dure en milieugevaarlijke industriële oplosmiddelen tot het modelleren van planetaire lichamen zoals de grootste maan van Saturnus, Titan, ", zegt dr. John Loveday.