Geleneksel Sıvı Akış Gözlemleri Asıl Meseleyi Kaçırabilir

Akışkan sıvılarda öncesi ve sonrası karşılaştırmaları Japonya merkezli yeni bir çalışmaya göre kesin sonucu sağlamıyor.

Araştırmacılar makalelerini 6 Mayıs’ta Amerikan Kimya Derneği’nin Fiziksel Kimya B dergisinde yayımladılar.

Araştırma ekibi, çözülmüş bir polimer çözeltisine Fe3+ çözeltisinin eklenmesinden sonra çözeltinin nasıl değiştiğini incelemiştir. Bu tür çözümler, imalat dâhil birçok alanda değişkenleri daha iyi kontrol etmek için kullanılır. Örneğin otomobil üretiminde, çözümler, boyanın tamamen dengelenmesine ve bir malzemenin çeşitli sıcaklıklarda ne kadar genleştiğinin veya daraldığının kontrol edilmesine yardımcı olur.

Alışılagelmiş yöntemlerde araştırmacılar çözeltileri, Fe3+ gibi bir tepken madde eklenmeden önce ve tepkimenin gerçekleşmesinden sonra incelerler.

Tokyo Tarım ve Teknoloji Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü’nde doçent olan Yuichiro Nagatsu  “Başka bir deyişle, çözeltinin viskozitesi gibi bir akışkan özellik reaksiyondan sonra öncekinden daha yüksekse, akışkanlıktaki reaksiyondan viskozitede bir artış olmasını bekleriz.” dedi.

Nagatsu ve ekibi, öncesi ve sonrası karşılaştırmalarının aslında önceden sanıldığı kadar güvenilir olmadığını keşfetti. Fe3+’a kimyasal reaksiyon sırasında çözeltinin viskozitesinde artış gözlemlediler, ancak çözelti reaksiyonun sonunda geri inceltildi. Kimyasal gözlemlerini, kapsamlı bir hazırlık yapmadan mikroskobik etkileşimleri incelemelerini sağlayan kızılötesi spektroskopi ile doğruladılar.

Akış dinamikleri, bu kimyasal reaksiyonlardaki – diğer elektron moleküllerini ve benzerlerini soyan moleküller – çözeltinin kompozisyonunu temelden değiştiren mikroskobik değişiklikleri hesaba katar. Bununla birlikte, viskozite makroskobik bir değişiklik olarak bilinir – çözümü mikroskobik seviyede bireysel etkileşimler yerine bir bütün olarak tanımlar.

Nagatsu’ya göre, böyle bir çözümün, yalnızca kimyasal bir reaksiyonun sonunda özelliklerini kaybetmek için bu tür makroskobik fazlardan geçmesi olağandışı. Bu anlayışın endüstriyel, çevresel ve biyolojik alanlar üzerinde büyük etkileri olabilir.

Nagatsu, “Hedefimiz, molekül yapısının teşhisini içeren kimyasal reaksiyona giren akışı anlamak için yeni bir araştırma alanı oluşturmak” dedi. Ayrıca, yeni etkileşimler anlayışıyla akışkan dinamiklerini kontrol etmek için yeni bir yöntem geliştirme planlarının olduğunu belirtti.

Kaynak : sciencedaily.com