Одноименно заряженные частицы в жидкости могут притягиваться друг к другу

Исследование, проведенное химиками из University of Oxford, опровергает школьную истину - одноимённо заряженные частицы отталкиваются друг от друга. Однако новые экспериментальные данные, опубликованные в журнале Nature, указывают на то, что растворитель играет решающую роль в природе этих взаимодействий.

Обычно считается, что заряженные объекты в растворе ведут себя в соответствии с принципами электромагнетизма, отталкиваясь, если заряды одинаковые, и притягиваясь, если заряды противоположные. 

Исследователи обнаружили, что водные растворы могут проявлять неожиданные свойства: отрицательно заряженные частицы могут притягиваться друг к другу на большие расстояния, в то время как положительно заряженные частицы отталкиваются друг от друга. Этот эффект обратного взаимодействия также наблюдался в растворителях, где происходит инверсия дипольного момента молекул на границе раздела, например, в спиртах.

Эти наблюдения распространяются на широкий спектр поверхностей и веществ, включая неорганический кремнезем, полимерные частицы, а также поверхности, покрытые полиэлектролитами и полипептидами.

Научная теория, которая предполагает структурирование растворителя на границе раздела, отражает эти наблюдения. Исследование устанавливает наноскопический межфазный механизм, который позволяет молекулам растворителя вызывать сильные и дальнодействующие силы в растворе. Это открывает новые перспективы для понимания самосборки, гелеобразования, кристаллизации, биомолекулярных процессов и других процессов, вовлекающих частицы и молекулы в растворах.

Это открытие не только добавляет к пониманию основ химических взаимодействий, но также может иметь широкие применения в различных областях, включая фармацевтику, материаловедение и биологию.