Los investigadores han encontrado nuevos métodos para medir la presión interna y la tensión superficial de gotas de líquido de tamaño nanométrico como las involucradas en la formación de nubes y los contaminantes en el aire para estudiar cómo se comportan en diferentes entornos.

Comprender la función de estas gotas en la formación de nubes es relevante para el estudio del cambio climático. Similar, Los contaminantes aerotransportados también pueden presentarse en forma de nanogotas. Las gotas de líquido de tamaño nanométrico también se utilizan en los laboratorios para actuar como "reactores" a nanoescala:pequeños recipientes para albergar reacciones químicas en alta concentración. Para comprender cómo se comportan las nanogotas en cada uno de estos contextos, un investigador debe poder medir propiedades como la presión interna y la tensión superficial.

Nueva investigación realizada por Feng Wang, U de Un profesor asociado de química física, junto con el estudiante de posgrado Kai-Yang Leong, ha encontrado métodos para calcular estas propiedades. La investigación, financiado por la National Science Foundation, fue publicado en el Revista de física química .

Wang explicó que, porque las gotitas a nanoescala son muy curvas, su tensión superficial no se puede calcular de la misma manera que la tensión superficial de un líquido con una superficie plana. Estas pequeñas gotas también son difíciles de estudiar porque se evaporan rápidamente.

"Está lejos de lograrse una comprensión concluyente sobre la tensión superficial de las nanogotas, ", dijeron los investigadores en su artículo.

Para encontrar la tensión superficial, los investigadores deben conocer la presión interna de la gota. Los métodos establecidos para calcular la presión en líquidos utilizan una medida llamada presión virial, que utiliza la fuerza y ​​la distancia para calcular la presión. Estos métodos funcionan bien para grandes cantidades de líquido, pero no para pequeñas gotas. donde los cambios menores en la distancia tienen un efecto más pronunciado.

Wang y Leong utilizaron la U of A High Performance Computing Center para desarrollar un nuevo método de cálculo de la presión interna de una nanogota.

Usando un tipo de modelado por computadora llamado simulación de dinámica molecular, Los investigadores pudieron calcular la presión interna de las nanogotas estableciendo primero la relación entre la densidad y la presión de las gotas. Dado que se pudo establecer la densidad del agua, los investigadores podrían usar esto como un proxy para calcular la presión.

"A lo mejor de nuestro conocimiento, el uso de un proxy para medir la presión no se ha realizado en una simulación, "dijeron en el periódico.