Attraverso complesse simulazioni al computer lo scienziato Xiao Cheng Zeng e i suoi colleghi dell’Università del Nebraska hanno scoperto un comportamento inaspettato da parte del cloruro di sodio. Sappiamo che quando immettiamo del sale nell’acqua esso comincia a sciogliersi e dissolve del tutto, anche a temperatura ambiente.
Tuttavia se si esegue una simulazione confinando le due sostanze (acque cloruro di sodio) in spazi infinitesimali, e per “infinitesimali” intendiamo spazi davvero piccoli, sulla scala nanoscopica, le cose cambiano e avviene una cosa solo apparentemente controintuitiva.
Dopo aver immesso cloruro di sodio (all’interno della simulazione al computer) in un flusso d’acqua nanoscopico delimitato da pareti lisce e idrorepellenti, i ricercatori si accorgevano che gli atomi di cloruro di sodio, dopo essersi sparsi nell’acqua in maniera casuale, tendevano a ricomporsi in maniera spontanea.
Detti atomi si ricomponevano in strati 2D praticamente identici agli strati dello stato solido, quello prima della dissoluzione. Si tratta di uno stato che vede la presenza di uno schema cristallino di quadrati in cui ogni atomo di sodio viene circondato da quattro atomi di cloro o viceversa.
Secondo i ricercatori ciò si spiega con il confinamento nanoscopico: in uno spazio così piccolo la forza di interazione tra un atomo carico e le molecole d’acqua viene ridotta. In spazi normali, come in una pentola piena d’acqua questa interazione produce di solito un “guscio” che impedisce le particelle di carica opposta di assemblarsi dopo la dissoluzione, cosa che non accade nello spazio nanoscopico.
Si tratta, comunque, di simulazioni: lo stesso scienziato e i suoi colleghi sperano che presto si possano realizzare esperimenti che le convalidino. Intanto hanno pubblicato uno studio su Nature Communications.[1]
Note e approfondimenti
- Two-dimensional monolayer salt nanostructures can spontaneously aggregate rather than dissolve in dilute aqueous solutions | Nature Communications (IA) (DOI: 10.1038/s41467-021-25938-0)
