Плътността на водата и олиото е различна. Молекулите на водата са много здраво свързани. В чаша вода молекулите са повече от всички познати ни звезди на небето. В маслото има по-малко молекули и те не са свързани толкова плътно. Тоест: ако вземем еднакво количество вода и масло, тогава във водата ще има повече молекули и по-малко в маслото. Именно поради тази различна плътност водата ще остане долу, а маслото ще се издигне на повърхността.
Втората причина да не се смесват тези течности е полярността. Водата е съставена от полярни молекули, т.е. всяка молекула от едната страна има положителен заряд, а от другата - отрицателен. Тъй като противоположностите се привличат, водните молекули взаимно се притеглят. Маслените молекули, напротив, са неполярни и са покрити само от обвивка с отрицателни заряди.
Тъй като полярните молекули са разтворими единствено в полярни разтворители, а неполярните - в неполярни, водата и маслото не могат да се смесват в обикновени условия по никакъв начин. Техните молекули просто се отблъскват. Ето защо, дори и вие в кухнята да смесите масло и вода, те пак не се смесват и образуват два различни слоя. Друга е ситуацията в изкуствени, лабораторни условия.
Учените отбелязват, че водата се смесва с масло само в изключителни случаи - например, когато се диспергира (наситни) в течност под формата на малки капчици. Това странно поведение на веществата не е изследвано и изследователите нямат обяснение за този процес. Но група швейцарски учени от Федералния политехнически институт в Лозана разгледал този проблем с нова оптична технология и е открил механизъм, чрез който олиото и водата могат да се смесят.
„Водните молекули си взаимодействат толкова силно помежду си, че не включват „чужди“ молекули, които не участват в тях“, казва професор Силви Роке, водещ автор на изследването. Например, при обикновено смесване олиото и водата се разделят.
Обаче, щом се подаде достатъчно количество енергия под формата на ултразвук, капчици масло с размер под 1 микрон се смесват с водата. По този начин смесването на масло и вода води до образуването на отрицателно заредени маслени капки.
Колко мл е една супена лъжица олио?
Изследователите установили, че отговорът на въпросната загадка е скрит в границата между капките масло и вода. Водните молекули предпочитат да предават и получават електрически заряди от своите съседи чрез водородни връзки. Ала въпреки това, щом се доближат до маслените молекули, те вече не могат да намерят достатъчно водни съседи, с които да се свържат. Вместо това, водните молекули предават небалансирани електрически заряди на маслените молекули, намиращи се на повърхността на капката масло. Това изследване показва, че взаимодействието на водата и маслото се осъществява чрез т. нар. „неправилна водородна връзка“.
На молекулярно ниво границата между маслените и водните капчици има голяма прилика с границите при образуването на биологични мембрани. Така, ако бъде приложена достатъчно енергия под формата на ултразвук, капчици масло, по-малки от 1 микрон, се образуват в чиста вода и продължават да съществуват няколко седмици или месеци. Когато са близо до маслените молекули, водните молекули вече не могат да намерят достатъчно съседи за водородна връзка. Вместо това, тези водни молекули предават своите електрически заряди на маслените молекули на повърхността на капката.
Този процес обаче, все пак, е ограничен по време и трае само няколко седмици – след което олиото и водата отново се разделят.
