Du har sett saus eller majones som skiller seg, eller opplevd at et klissent lag med olje legger seg på toppen av hudkremen. Her er det olje og vannet som skiller seg fra hverandre. Det er nemlig hardt arbeid å holde vanndråper eller oljedråper stabile, noe som gjør at olje og vann ikke er fullstendig løselige med hverandre. 

Når to væsker ikke løser seg opp i hverandre, kalles det emulsjon.

For å hindre at stoffene skiller seg, bruker kjemikere hjelpestoffer som emulgatorer, for å stabilisere de urolige dråpene. Både i mat, medisin og i forbindelse med oljeutvinning er dette vanlig utfordringer.

I oljebransjen har de også den motsatte utfordringen – når den produserte oljen effektivt skal skilles fra vannet.

• Les også: Leire kan brukes i karbonfangst

Elektrisitet – nå leire og salt

I et tidligere prosjekt studerte fysiker Jon Otto Fossum ved NTNU hvordan dråper i olje oppfører seg ved hjelp av elektrisitet.

Nå har han fordypet seg i leire og salt – også denne gangen helt ned på nanonivå. Fossum ledet et prosjekt som var et samarbeid mellom norske og brasilianske forskere.

De har studert overgangen mellom forskjellige typer strukturer av leire rundt en oljedråpe i vann. Dette gjorde de ved å finjustere saltinnholdet i vannet rundt dråpen.

Med salt dannes leiregel

Funnet bygger på to kjente egenskaper til leire i vann:

Leirpartikler frastøter hverandre i vann som ikke inneholder salt. Dette gjør at i vann uten salt danner veldig små leirede strukturer, kalt nanostrukturer, der leirpartiklene strukturerer seg som i glassmaterialer.

Men hvis det er salt i vannet, oppfører leiren seg annerledes. I saltvann danner ikke leirpartiklene glasslignende strukturer, men de tiltrekkes av hverandre og danner i stedet en slags gelé, såkalte geler, som består av leirepartikler som er slått sammen.

• Les også: Kapsler gjør verden mykere

– Det er mulig å designe en tynn leiregel på en oljedråpe i vann ved å finjustere saltinnholdet i vannet rundt oljedråpen, sier Jon Otto Fossum. 

Dette er det ingen som har observert direkte før. Det er dermed mulig å kontrollere hvor sterk gelen er rundt en oljedråpe.

Dette kan for eksempel brukes til å øke mengden av olje som blir utvinnet fra oljereservoarer. Det kan også forbedre levetiden for spesifikke matvarer, eller for eksempel for bruk i medisiner eller kosmetikk.

Referanse: 

A. Gholamipour-Shirazi m.fl: Transition from glass- to gel-like states in clay at a liquid interface. Scientific reports. November 2016. Doi:10.1038/srep37239.