Mezclar aceite con agua
El aceite y el agua se repelen y no pueden mezclarse. Sin embargo, un equipo de investigadores de la Universidad de Edimburgo demostraron en un estudio que el agua y el aceite sí pueden mezclarse, al contrario de lo que siempre se ha creído y visto por experiencia propia. Aunque este hallazgo sólo puede darse bajo ciertas circunstancias.
Presiones extremas
En un estudio publicado en Science Advances, los científicos demostraron, en efecto, que las moléculas de aceite, que normalmente repelen el agua, pueden ser "forzadas" a disolverse en el líquido elemento si ambas sustancias (agua y aceite) se someten a presiones extremas.
En sus experimentos, los investigadores aplicaron una gran presión a una serie de pequeños contenedores llenos de agua y metano, creando en su interior condiciones similares a las que se dan en las profundidades oceánicas o en el interior de planetas como Urano o Neptuno.
Comprimiendo el metano junto al agua, los científicos lograron descubrir cómo ambas sustancias interactuaban a medida que las condiciones (la presión ejercida sobre ellas) aumentaba. El metano se utiliza a menudo en experimentos para estudiar las propiedades de moléculas hidrófobas. Sustancias, como el aceite, que repelen el agua.
El estudio sugiere, además, que sería posible mezclar con agua otros tipos de moléculas hidrófobas utilizando el mismo método.
Para llevar a cabo su investigación, el equipo de investigadores "exprimió" moléculas de metano y agua entre dos finas capas de diamante, comprimiendo más y más a base de reducir el espacio entre ellas.
Gracias a este "yunque" de diamante, los científicos lograron aplicar presiones de hasta 20.000 bares, 20 veces más que la presión que existe en el fondo de la fosa de las Marianas, la mayor profundidad oceánica conocida.
Bajo el microscopio y a una presión normal el metano, al igual que el petróleo, aparece en forma de grandes gotas independientes del agua, lo que demuestra que ambas sustancias no se mezclan. Pero a altas presiones, las gotas desaparecieron, indicando sin lugar a dudas que el metano se había disuelto.
Los investigadores creen que esto sucede porque las moléculas de metano van encogiendo a medida que la presión aumenta, mientras que las moléculas de agua siguen manteniendo el mismo tamaño. Lo cual permitiría a las cada vez más pequeñas moléculas de metano "encajar" entre las moléculas de agua, mucho mayores, haciendo así posible la mezcla entre ellas.
Comprender las propiedades de mezcla entre el agua y el metano podría ayudar a los investigadores a encontrar formas de reemplazar los peligrosos (y carísimos) disolventes que se utilizan en muchos procesos industriales. Y también ayudará a dar nuevas pistas sobre las condiciones que reinan en lo más profundo de los océanos y en otros planetas del Sistema Solar.
Para John Loveday, del Centro de Condiciones Extremas de la escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Edimburgo, "esta es la primera vez que se ha visto metano mezclado con agua. Este excitante hallazgo nos mostrará cómo las sustancias que repelen el agua se comportan bajo grandes presiones, como las que hemos encontrado en el fondo de los océanos o en el interior de otros planetas. El hallazgo tendrá un gran número de aplicaciones, desde reemplazar los costosos y contaminantes disolventes industriales a hacer modelos más fiables de cuerpos planetarios como Titán, la mayor luna de Saturno".
