Före och efter jämförelser berättar inte hela historien om kemiska reaktioner i strömmande vätskor, som de i en kemisk reaktor, enligt en ny studie från ett samarbete baserat i Japan.

Forskarna publicerade sin uppsats den 6 maj i Journal of Physical Chemistry B , en tidskrift från American Chemical Society. Resultaten presenterades på tidskriftens omslag.

Teamet undersökte hur en lösning av lösta polymerer förändrades efter tillsats av Fe ³⁺ lösning. Dessa typer av lösningar används för att bättre styra variabler inom flera områden, inklusive tillverkning. Inom biltillverkning, till exempel, Lösningarna hjälper till att uppnå en noggrann jämn färgtäckning och kontroll över hur mycket ett material expanderar eller drar ihop sig under olika temperaturer.

Traditionellt, forskare undersöker en lösning före en reaktant, såsom Fe ³⁺ lösning, är adderat, och igen efter att reaktionen äger rum.

"Med andra ord, om en flytande egenskap som lösningens viskositet är högre efter reaktionen än innan, vi förväntar oss att en ökning av viskositeten uppstår från reaktionen under flöde, sa Yuichiro Nagatsu, motsvarande författare på tidningen och docent vid Institutionen för kemiteknik vid Tokyo University of Agriculture and Technology.

Nagatsu och teamet upptäckte att jämförelsen före och efter inte är så tillförlitlig som tidigare trott. De observerade en ökning av viskositeten i lösningen under en kemisk reaktion på Fe ³⁺ , men lösningen hade tunnat ut igen vid slutet av reaktionen. De bekräftade sina kemiska observationer med infraröd spektroskopi, som gör det möjligt för forskare att undersöka mikroskopiska interaktioner utan omfattande förberedelser som ytterligare kan störa provet.

Flödesdynamik står för mikroskopiska förändringar inom dessa kemiska reaktioner - molekyler som strippar andra molekyler av elektroner och liknande - som fundamentalt förändrar lösningens sammansättning. Dock, viskositet är känd som en makroskopisk förändring - den beskriver lösningen som helhet snarare än de individuella interaktionerna på mikroskopisk nivå.

Det är otroligt ovanligt att en sådan lösning skiftar genom sådana makroskopiska faser bara för att förlora egenskaperna i slutet av en kemisk reaktion, enligt Nagatsu. Denna förståelse kan få stora implikationer inom industrin, miljö, och biologiska fält.

"Vårt slutmål är att etablera ett nytt forskningsområde för att förstå kemiskt reagerande flöde som involverar diagnos av molekylstruktur, ", sa Nagatsu. Han noterade också att planerna på att utveckla en ny metod för att kontrollera vätskedynamik genom sin nya förståelse av interaktioner.