Ученые из Эдинбурга впервые в мире смешали метан и воду под давлением

Москва, 18:03, 29 Авг 2017, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Говорят, что нефть и вода не смешиваются, но теперь ученые обнаружили, что при определенных обстоятельствах это возможно. Новое исследование предполагает, что некоторые нефтяные молекулы, которые обычно отталкивают воду, могут быть вынуждены растворяться в воде, когда два вещества сжимаются вместе под сильным давлением.

Исследователи применяли высокое давление к крошечным контейнерам, наполненным водой и метаном, создавая условия, подобные интенсивному давлению, обнаруженному на дне океана или внутри планет Уран и Нептун.

Сжав воду и метан вместе, ученые смогли получить представление о взаимодействии химических веществ. Метан часто используется в экспериментах для изучения свойств таких веществ, как нефть, которая отталкивает воду — гидрофобных молекул.

Новые результаты позволяют предположить, что можно смешивать различные гидрофобные молекулы с водой аналогичным образом.

Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, было проведено исследователями из Эдинбургского университета (Великобритания).

Команда ученых помещала молекулы метана и воды между двумя ультра-острыми алмазами и сжимала их, объединив две наковальни. Алмазная наковальня использовалась для применения давления до 20 000 баров — в 20 раз больше давления на дне Марианской впадины, самой глубокой части Мирового океана.

Под микроскопом метан, как и нефть, появляется как большие капельки в воде при нормальном давлении, демонстрируя, что вещества не смешиваются. Однако обнаружилось, что капли исчезли при высоких давлениях, то есть, что метан растворился.

Исследователи считают, что это происходит от того, что молекулы метана уменьшаются при увеличении давления, в то время как молекулы воды остаются в основном одинаковыми. Это может позволить объединить крошечные молекулы метана между гораздо более крупными молекулами воды, что позволяет им смешиваться.

Понимание свойств смешивания воды и метана может помочь исследователям найти способы замены дорогостоящих и опасных растворителей, используемых в промышленности. Это также может дать новое понимание условий на дне океана или во внешней солнечной системе.

Доктор Джон Ловедей из Университета Эдинбургского Центра Науки сказал: «Впервые было показано, что метан смешивается с водой. Эти захватывающие результаты проливают свет на то, как отталкивающие вещества ведут себя под высоким давлением, например, на дне океана или внутри планет. Это может иметь огромный диапазон применений — от замены дорогостоящих и экологически опасных промышленных растворителей до моделирования планетных тел, таких как самая большая луна Сатурна, Титан».