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颠覆常识!油性物质在高压下溶于水

2017-12-07来源:互联网

油与水不相溶,是人尽皆知的常识,但一项最新发现或将颠覆这一常识。据物理学家组织网28日报道,英国爱丁堡大学科学家创建出一种高压条件,并首次发现排水性甲烷也能溶于水中。类似方法或可将其他疏水性分子与水相溶,研发各种廉价环保的新型工业溶剂。

在这项发表于最新一期《科学进展》杂志的研究中,科学家模拟出相当于深海海底和天王星与海王星等行星内部压力的高压,施加到充满水和甲烷的微型容器中。他们在两个超级尖利的钻石间充满甲烷和水分子,通过不断挤压两个钻石的钻点,获得了2万个标准大气压的高压,这比全球海洋最深处——马里亚纳海沟海底处的压力还要高20多倍。

研究人员用显微镜观察发现,在常压下甲烷更像油滴漂浮在水中,甲烷与水并不相溶,但在2万标准大气压下,漂浮的油滴消失不见,甲烷完全溶于水中。他们解释说,随着压力逐渐增加,甲烷分子不断收缩,而水分子大小保持不变,压缩后的甲烷分子大小合适后,刚好“嵌入”水分子之间,“溶合”在一起。

甲烷经常被实验室用来研究排水性油性分子的特性,“甲烷能溶于水”的发现意味着,其他疏水性分子也能像甲烷一样在高压条件下溶于水中。进一步研究甲烷与水在高压条件下的相互作用,以及甲烷与水溶合后的物理和化学特性,有助于研究人员寻找全新的工业溶剂,替代现有价格高昂又对人体有害的溶剂成分。

研究人员表示,由于实验创建的高压条件非常类似于深海海底和太空系统,他们可借此构建全新模型,研究甲烷等疏水性物质在海底世界的行为方式,以及模拟土星、海王星等不同星体,研究这些星体中与生命相关的化学物质及其相互作用。