El aceite y el agua no se mezclan. La interfaz entre los dos líquidos es un componente básico del proceso industrial más utilizado para purificar productos químicos en la producción de energía (desde la energía nuclear hasta los biocombustibles) y el almacenamiento (baterías). Un descubrimiento reciente puede desbloquear mecanismos que transportan moléculas a través de la frontera entre el petróleo y el agua. Las simulaciones y los análisis revelan una estructura muy diversa y dinámica en la interfaz. De hecho, las crestas de pequeñas olas de agua en la fase oleosa hacen que el agua se comporte como si fuera un gas, lo que potencialmente facilita el transporte de sustancias químicas del agua al aceite.

Extraer una sustancia química del agua y convertirla en aceite (extracción con disolvente) es una tecnología madura. Sin embargo, La extracción con solventes no ha experimentado un gran avance en muchas décadas. Las moléculas en la interfaz son los guardianes. Saber cómo se organizan y se mueven esas moléculas es el primer paso hacia el diseño de interfaces que controlan con precisión el transporte y la reactividad. Este trabajo es análogo a las tecnologías de interfaz sólido:líquido a medida que han revolucionado las aplicaciones en catálisis. Las interfaces sólidas:líquidas también han cambiado la síntesis y la ciencia de los materiales.

Décadas de investigación han demostrado empíricamente condiciones óptimas para una variedad de aplicaciones de separaciones, haciendo uso de combinaciones específicas de disolventes, moléculas extractantes químicas, y pH para un proceso exitoso. Sin embargo, el papel esencial de la interfaz sigue siendo difícil de alcanzar, en parte porque incluso las simulaciones avanzadas de dinámica molecular se han centrado en su comportamiento medio. Los nuevos enfoques de análisis de datos de los datos de simulación (desarrollados en la Universidad Estatal de Washington y ejecutados en Oak Ridge Leadership Computing Facility) han cuantificado la heterogeneidad de las crestas y valles de las ondas capilares superficiales, revelando diferencias extremas de comportamiento de los disolventes a medida que viajan en el ola en el tiempo. Las crestas de las olas se caracterizan por protuberancias donde el agua se comporta como si fuera un vapor (menos puentes de hidrógeno, dinámica de rotación del agua más lenta):una característica que aumenta en presencia de solutos y puede explicar la extracción de agua a la fase orgánica, un comportamiento bien observado en muchas condiciones.