Yağ ve suyun birbirine karışmadığı biliniyor; en azından onları kararlı bir kombinasyona ikna etmek için sabun gibi bir yüzey aktif madde eklenmeden. Ancak şimdi, Fransa ve ABD'deki araştırmacılar, aslında bir yüzey aktif madde olmadan da karıştırabileceklerini göstererek bu geleneksel düşünceyi tersine çevirdiler. Bulgunun, gıda, kozmetik, sağlık, boya ve ambalaj gibi bu tür karışımları yoğun şekilde kullanan endüstriler için geniş kapsamlı etkileri olabilir.

Su ve yağ gibi karışmayan iki sıvının karışımına emülsiyon denir. Bir emülsiyon kuvvetli bir şekilde çalkalandığında, onu oluşturan sıvılardan biri diğerinin içinde küçük damlacıklar halinde dağılabilir. Ancak emülsiyon beklemeye bırakılırsa bileşenleri her zaman yeniden ayrışır.

Bu ayrılmanın ana nedeni, her bir sıvının damlacıkları birbirine yaklaştıkça daha büyük damlacıklar halinde bir araya gelmeleridir. Bunu önlemek için, amfifilik olan, yani karışımın iki bileşeni arasındaki arayüze afinitesi olan üçüncü bir bileşen eklenebilir. Günümüzün endüstriyel emülsiyonları, yüzey aktif maddeler olarak adlandırılan bu tür malzemelerin kullanımına dayanmaktadır. Ancak birçok yüzey aktif madde hem insanlar hem de çevre için toksiktir. Bu nedenle bunların kullanımını azaltmak (veya tamamen ortadan kaldırmak) son derece faydalı olacaktır.

Sezgilere aykırı bir fenomen

Son çalışmada, araştırmacılar Colloïdes et Matériaux Divisés Laboratuvarı at ESPCI Fransa'nın Paris kentinde; Fransız şirketi KaliksiBiyolojik olarak parçalanabilen mikrokapsüllerin tasarımı ve üretiminde uzmanlaşmış; Ve Harvard Üniversitesi ABD'de yalnızca su ve çeşitli yağ türlerinden oluşan karışımlar üzerinde çalışıldı. Normalde karışmayan bu karışımlar içinde, dağılmış su damlacıkları arasında kendiliğinden ortaya çıkan ultra ince fakat anormal derecede stabil petrol filmlerinin oluştuğunu gözlemlediler.

"Bu olay sistematik olarak damlacıklar arasında yapışmayı tetiklerken bir yandan da onların birleşmesini engelliyor, böylece yağda büyük oranda su (hacimce %80 veya daha fazla) dağıtmamıza olanak tanıyor" diye açıklıyor. Jerome BibetAraştırmayı yöneten kimya fizikçisi ve ESPCI laboratuvar direktörü.

Birkaç hafta boyunca stabil

Ayrıntılı olarak açıklanan olay Bilim, hem hidrofilik hem de hidrofobik bileşenler içeren ve yüksek molekül ağırlığına sahip, oldukça polar yağlar için en iyi sonucu verir. Bu kriterler, örneğin metan ve polietilen gibi alifatik hidrokarbonları hariç tutar ancak alternatif oksijen ve karbon atomları içeren yağları içerir; bu kategori, tüm bitkisel yağları kapsar.

Araştırmacılar, bu yağların, hidrofilik kısımlarını tercihen suya doğru ve hidrofobik kısımlarını da ondan uzağa yerleştirmeyi "seçerek" iki su damlası arasında hapsedildikleri anda konfigürasyonlarını değiştirebildiklerini buldular. Bibette, "Hidrofobik parçaların afinitesi ile oluşturulan ultra ince yapışkan film, iki arayüz yaklaştığı anda kendiliğinden gelişiyor" diyor. "Film daha sonra arayüzün serbest enerjisini azaltırken muazzam bir viskozite kazanıyor; bu, su ve yağ damlacıklarının birbirine yapışmasıyla kendini gösteren bir şey."

Birbiriyle karışmayan iki sıvı arasında bu kadar kendiliğinden jelleşmenin daha önce hiç gözlemlenmediğini ekliyor.

Kolloidal karışım aynı anda altı fazda bulunur

Bitkisel yağların çoğu polimerize edilebildiğinden, bunları suyla birleştirmek araştırmacıların biyolojik olarak mükemmel şekilde parçalanabilen polimerik malzemeler üretmesine olanak tanıyabilir. Bibette için akla gelen en belirgin uygulamalardan biri kozmetik ve parfüm gibi endüstrilere yönelik biyolojik olarak parçalanabilen kapsüllerdir.

Tekniğin aynı zamanda araştırmacıların biyolojik olarak parçalanabilen polimerler ve hacimce %90'a kadar su içeren yeni plastik türleri oluşturmalarına da olanak sağlayabileceğini söylüyor. Fizik dünyası. "Her iki faz da karışımın tamamı boyunca homojen hale getirilebilir (ve böyle olması kontrol edilebilir), bu da benzersiz, iki sürekli, bir arada var olan hidrofilik ve hidrofobik malzeme üretmemize olanak sağlayabilir" diyor. "Bu, doku mühendisliği, biyolojik olarak parçalanabilen ambalajlar ve genel olarak plastiklerin yerini alacak malzemeler gibi çok çeşitli alanlarda uygulamalara sahip olabilir."

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/mixing-water-and-oil-no-surfactants-needed/