Ультрафиолет позволил управлять водой и маслом дистанционно,

При облучении видимым светом две жидкости, в которые добавлено ПАВ, образуют смесь. При вспышке ультрафиолета (длина волны 350 нанометров) водный слой отделяется от масляного. Включение видимого света вновь приводит к смешиванию жидкостей. Фото авторов исследования.

Группа химиков из Великобритании и Франции разработала технологию разделения воды и масляных жидкостей при помощи ультрафиолетового излучения. Новый метод основан на использовании поверхностно-активного вещества (ПАВ), меняющего свою конформацию под воздействием света определенной длины волны. Статья с описанием работы ученых опубликована в журнале Soft Matter. Основные результаты исследования приводит журнал New Scientist.

Обратимое смешение жидкостей или порошка и жидкости - немаловажная задача для химиков. В настоящее время не существует эффективных и одновременно недорогих технологий, которые позволяли бы делать это. Так, для отделения наночастиц, выполнявших роль катализатора, от жидкости, в которой они находились, необходимо нагреть ее до очень высоких температур. Другой вариант - ультрацентрифугирование, то есть центрифугирование жидкости с чрезвычайно высокой скоростью (при этом наночастицы оседают на дно).

Авторы данной работы добились разделения и смешения различных жидкостей и жидкостей с наночастицами, добавив в смесь ПАВ под названием 4-бутилфенилдиазенилфеноксибутан-1-сульфонат натрия (AZOT-S4). При облучении видимым светом это вещество помогает двум жидкостям (например, воде и маслу) смешаться. Само оно при этих условиях растворимо в маслянистых жидкостях. AZOT-S4 образует вокруг водяных капель оболочку, позволяя им свободно перемещаться в "чуждой" водной среде. В случае наночастиц оболочка из ПАВ препятствует их контактам друг с другом и образованию комков.

Когда на AZOT-S4 попадает ультрафиолетовое излучение, это вещество меняет свою пространственную конформацию и становится растворимым в воде. После вспышки ультрафиолета водный слой начинает немедленно отделяться от масляного, а наночастицы, лишенные оболочки быстро слипаются в комки, которые легко отделить от жидкости.

Авторы работы считают, что их технология будет востребована в промышленности. Использование в качестве катализаторов наночастиц является очень перспективным, так как позволяет сократить количество необходимого вещества-катализатора. Кроме того, эффективная технология отделения масла от воды необходима экологам, которые борются с нефтяными пятнами в океанах.