Las gotas levitantes permiten realizar reacciones químicas "sin contacto"...
Experimentos sin contacto, sin contenedores ni manipulaciones que puedan afectar el resultado
La levitación ha sido durante mucho tiempo un elemento básico de los trucos de magia y las películas. Pero en el laboratorio, no es un truco. Los científicos pueden levitar gotitas de líquido, aunque mezclarlas y observar las reacciones ha sido un reto. La recompensa, sin embargo, podría ser grande ya que permitiría a los investigadores realizar experimentos sin contacto, sin contenedores ni manipulaciones que pudieran afectar el resultado. Ahora, un equipo que informa en la Química Analítica de la ACS ha desarrollado un método para hacer precisamente eso.
Las gotas levitantes de soluciones ácidas y básicas (izquierda) se fusionan en una gota más grande (derecha), en la que se forman burbujas de dióxido de carbono como producto de la reacción.
Analytical Chemistry 2020, DOI: 10.1021/acs.analchem.0c00929
Los científicos han fabricado dispositivos para hacer levitar objetos pequeños, pero la mayoría de los métodos requieren que el objeto tenga ciertas propiedades físicas, como carga eléctrica o magnetismo. Por el contrario, la levitación acústica, que utiliza ondas sonoras para suspender un objeto en un gas, no depende de tales propiedades. Sin embargo, los dispositivos existentes para la levitación acústica y la mezcla de partículas individuales o gotitas son complejos, y es difícil obtener mediciones de ellos cuando se produce una reacción química. Stephen Brotton y Ralf Kaiser querían desarrollar una técnica versátil para el control sin contacto de dos gotas químicamente distintas, con un conjunto de sondas para seguir la reacción a medida que las gotas se fusionan.
El equipo hizo un levitador acústico y suspendió dos gotas en él, una sobre la otra. Luego, hicieron que la gota superior oscilara variando la amplitud de la onda sonora. La gota superior oscilante se fusionó con la gota inferior, y la reacción química resultante fue monitoreada con espectroscopias infrarrojas, Raman y ultravioleta-visible. Los investigadores probaron la técnica combinando diferentes gotas. En un experimento, por ejemplo, fusionaron un líquido iónico con ácido nítrico, causando una pequeña explosión. El nuevo método de levitación podría ayudar a los científicos a estudiar muchos tipos diferentes de reacciones químicas en áreas como las ciencias de los materiales, la química médica y la ciencia planetaria, dicen los investigadores.
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