Дестилацията е процес, известен на всеки любител на домашните ракия и вино. Както без съмнение знаете, алкохолът и водата имат различни точки на кипене — водата при 100 °С, а алкохолът при 78.3 °С и затова когато подгреем ферментиралата субстанция (било то вино от грозде, зърно или плодове), съдържаща алкохол, последният се изпарява първи. Алкохолните пари след това се улавят, охлаждат и кондензират в спирт с по-голяма концентрация. В самото начало алхимиците са използвали малки стъклени колби — алембик, които на по-късен етап биват заменени от медни казани. Те били пълнени с ферментиралата течност, подгрявани и когато алкохолните пари се издигнели били улавяни в тънка туба, която била потопена в съд със студена вода.
Да, обаче наскоро американски учени демонстрираха нов начин за дестилация. При това с помощта на светлината. Той изисква по-малко енергия, отколкото дестилацията с нагряване, и дава спирт с по-голяма чистота – до 99%, пише списание ACS Nano.
Наоми Хелас и колегите й от Университета Райс са добавили в смес от вода и етилов спирт наночастици злато и силициев окис, след това насочили към тях лазерен лъч. Когато светлината пада върху наночастиците, тя поглъща едновременно фотоните и се нагрява, разсейва фотоните, които поглъщат съседните наночастици, което повишава и тяхната температура. В резултат повърхността на разтвора „улавя“ светлината, която предизвиква нагряване и изпаряване на най-летливия компонент – етиловия спирт.
„През последните 10 000 г. хората са нагрявали водата неправилно – от дъното нагоре. Ние правим това отгоре: новият способ е по енергоефективен, тъй като не трябва да нагряваме целия обем на течността“, отбелязва Хелас.
Оптичната дестилация на спирта заобикаля класическия проблем на дестилацията – образуването на азеотропна смес, която ограничава максималната алкохолна концентрация до 95%.
Локалното нагряване на сместа с наночастици нарушава образуването на водородни връзки в разтвора на етиловия спирт и водата – оттам и високата концентрация. При експерименти с пропилов алкохол – в разтвор с вода той прави по-малко водородни връзки, оптичната дестилация дала същия резултат, както и термичната.
