Новый метод левитации капель позволяет проводить бесконтактные химические реакции

Левитация долгое время была одним из основных “магических” фокусов. Но в лаборатории это не магия. Ученые могут делать это с каплями жидкости, хотя смешивать их и наблюдать за реакциями было непросто. Новый метод, разработанный учеными из ACS Analytical Chemistry, позволяет исследователям проводить бесконтактные химические эксперименты без контейнеров или обработки, которые могут повлиять на результат. 

Большинство методов левитации требуют, чтобы объект обладал определенными физическими свойствами, такими как электрический заряд или магнетизм. Метод акустической левитации использует звуковые волны для подвешивания объекта в газе и не зависит от таких свойств, но существующие устройства для акустической левитации и смешивания отдельных частиц или капель являются сложными, и из них трудно получить измерения, когда происходит химическая реакция. Стивен Броттон и Ральф Кайзер хотели разработать универсальную методику бесконтактного контроля двух химически различимых капель с набором зондов, чтобы отслеживать реакцию по мере слияния капель.

Команда сделала акустический левитатор и подвела две капли, одна над другой. Затем они заставили колебаться верхнюю каплю, изменяя амплитуду звуковой волны. Колеблющаяся верхняя капля сливается с нижней каплей, и полученная химическая реакция контролируется с помощью инфракрасной, рамановской и ультрафиолетовой спектроскопии. Исследователи проверили технику, комбинируя различные капли. Например, в одном эксперименте они слили ионную жидкость с азотной кислотой, вызвав крошечный взрыв: 

По словам исследователей, новый метод левитации может помочь ученым изучать различные типы химических реакций в таких областях, как материаловедение, медицинская химия и планетология.

DOI: 10.1021/acs.analchem.0c00929