Специалисты из Университета Райса разработали метод «оптической дистилляции» спирта. По словам ученых, во главе с Наоми Хэлас (Naomi Halas), этот способ требует гораздо меньших затрат энергии, чем в случае тепловой дистилляции.
Авторы методики утверждают, что последние несколько тысяч лет нагревали воду неправильно, начиная со дна сосуда. На самом деле, нагревание воды стоит начинать сверху — такой способ является максимально энергоэффективным, поскольку не требуется нагревать весь объем жидкости.
Наночастицы, которые и поглощают и рассеивают свет, будучи помещенными в жидкость, абсорбируют оптическую энергию и нагревают определенный объем жидкости благодаря рассеиванию и оптической абсорбции. Это может спровоцировать локальный переход жидкости в пар в пределах определенного объема, без необходимости нагревать всю жидкость. Для бинарных жидкостных смесей этот процесс приводит к испарению более летучего элемента смеси. Если летучий элемент осаждать, то это позволяет создать дистилляционный процесс с использованием наночастиц, управляемый оптической подсветкой. Поскольку это не требует нагревания больших объемов жидкости, процесс требует существенно меньшего количества энергии, чем традиционная дистилляция с использованием источников тепла и нагреванием жидкости по всему объему.
Ученые изучили поведение освещаемых этаноловых (этанол + вода) и пропаноловых (пропанол-1 + вода) смесей с использованием Au–SiO2 в качестве наночастиц. Для этаноловых смесей молярная доля этанола, полученная путем воздействия оптическим излучением на смесь, существенно выще, чем в случае тепловой дистилляции.
При этом степень дистилляции при использовании оптического метода гораздо более высокая, чем термальная. В первом случае дистиллят (спирт) имеет чистоту 99%, во втором — всего 95%.
Результаты работы уже опубликованы в журнале ACS Nano.
Автор: marks
