Elke kok die zijn zout waard is, weet dat een scheutje van het spul - dat voornamelijk uit de verbinding natriumchloride bestaat - zal oplossen als het in een pan met water op kamertemperatuur wordt gedaan.

Maar als chemicus die tientallen jaren heeft onderzocht hoe stoffen zich gedragen als ze zich in oneindig kleine ruimtes bevinden, Xiao Cheng Zeng van Nebraska weet ook dat wat er op macroschaal gebeurt, niet noodzakelijk op nanoschaal hoeft te gelden.

Zeng en zijn collega's hebben onlangs computersimulaties uitgevoerd om te bepalen hoe natriumchloride en zijn zoute neef, lithiumchloride, zou kunnen reageren wanneer het wordt ondergedompeld in een nanoscopische waterstroom die wordt begrensd door twee gladde, waterafstotende muren.

Die simulaties voorspelden iets enorm contra-intuïtief. Na eerst opgelost te zijn in het water, de geladen, willekeurig verspreide atomen van zowel natrium- als lithiumchloride zouden spontaan weer samenkomen in 2D-lagen, volgens de simulaties. In het geval van natriumchloride, die laag zou identiek zijn aan zijn vaste, voor-opgeloste toestand:een kristallijn patroon van vierkanten, met elk natriumatoom omgeven door vier chlooratomen, of vice versa. Voor lithiumchloride, de laag zou zeshoekige ringen bevatten - drie lithiumatomen, drie chloor- of zigzaggende ketens van de atomen, of allebei.

Op basis van de berekeningen van het team, het onverwachte gedrag komt deels naar voren omdat opsluiting op nanoschaal de interactiesterkte tussen een geladen atoom-natrium, lithium of chloor - en de watermoleculen die er meestal een omhulsel omheen vormen. Die hydratatieschaal houdt normaal gesproken tegengesteld geladen deeltjes vast, zoals natrium en chloor, van het opnieuw in elkaar zetten na oplossen, maar niet wanneer beperkt tot een nanoscopische ruimte, vonden de onderzoekers.

Zeng en zijn mede-computationele chemici hopen dat hun voorspellingen andere onderzoekers zullen aanmoedigen om experimenten uit te voeren die hun simulaties valideren of uitdagen.

Die voorspellingen kunnen uiteindelijk het ontwerp van nanofluïdische apparaten informeren die geladen atomen transporteren om neuronale activiteit te recreëren, zei Zeng.