Wetenschap
Wetenschappers ontdekken een methode om coalescentie in niet-mengbare vloeistoffen te voorkomen
Een team van chemische ingenieurs van de Université PSL, CNRS, Harvard University en chemisch bedrijf Calyxia heeft een manier ontdekt om coalescentie in sommige niet-mengbare vloeistoffen te voorkomen of uit te stellen.
In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Science , beschrijft de groep hoe experimenten die ze uitvoerden leidden tot de ontdekking van een manier om bepaalde vloeistoffen, zoals water en olie, gedurende langere tijd als emulsie te laten blijven zonder het gebruik van oppervlakteactieve stoffen.
Het is algemeen bekend dat wanneer twee onmengbare vloeistoffen, zoals water en olie, worden gemengd, dit niet lang zo blijft; ze scheiden zich langzaam in twee lagen. Dit komt omdat ze in het begin nooit echt met elkaar vermengen; in plaats daarvan bestaan ze naast elkaar als druppeltjes die samenvloeien wanneer ze met elkaar in contact komen.
Om deze reden hebben scheikundigen verschillende oppervlakteactieve stoffen ontwikkeld die ervoor zorgen dat dergelijke vloeistoffen gedurende een bepaalde periode "gemengd" blijven. Maar zoals de onderzoekers die betrokken zijn bij dit nieuwe onderzoek aangeven, zijn dergelijke oppervlakteactieve stoffen vaak giftig voor het milieu, de mens of beide.
Het werk van het team omvatte het mengen van veel verschillende soorten niet-mengbare vloeistoffen (voornamelijk water en meerdere soorten oliën) en deze vervolgens bestuderen om meer te weten te komen over hoe ze zich gedroegen. Daarbij merkten ze in sommige gevallen zeer dunne maar stabiele oliefilms op die zich spontaan tussen de druppels vormden nadat de monsters waren geschud.
Bij nadere beschouwing bleek dat de dunne films adhesie tussen de druppels teweegbrachten en tegelijkertijd verhinderden dat ze samenvloeiden. En daardoor konden de twee vloeistoffen gedurende langere tijd in een geschudde toestand blijven. Het team merkt op dat een dergelijk fenomeen nog nooit eerder is waargenomen.
Na meer experimenten te hebben uitgevoerd, ontdekte het onderzoeksteam dat oliën die zeer polair waren en een hoog molecuulgewicht hadden, coalescentie het beste verhinderden. Ze merkten ook op dat de dunne films zich vormden op het moment dat de vloeistoffen werden geschud.
Ze wijzen erop dat de meeste plantaardige oliën zonder veel moeite kunnen worden gepolymeriseerd, wat suggereert dat veel biologisch afbreekbare materialen kunnen worden gemaakt zonder dat er een oppervlakteactieve stof nodig is. Hetzelfde zou het geval kunnen zijn, zo suggereren ze, voor geuren en cosmetica.
De onderzoekers suggereren verder dat de technieken die ze gebruikten om de niet-mengbare vloeistoffen te "mengen" mogelijk ook gebruikt zouden kunnen worden om nieuwe soorten kunststoffen te ontwikkelen, gemaakt van biologisch afbreekbare materialen en water.