Os engenheiros químicos da Rice University usaram o modelo de computador mais realista já criado para simular as interações atômicas e moleculares precisas que entram em jogo quando a água se mistura com alcanos, uma família de hidrocarbonetos que inclui metano, propano e outros produtos refinados de petróleo e gás natural, como a parafina.

Em um novo estudo publicado este mês no Journal of Chemical Physics , Os pesquisadores do arroz Dilipkumar Asthagiri, Arjun Valiya Parambathu e Walter Chapman, bem como o ex-aluno de graduação Deepti Ballal do Laboratório Ames, ofereceu novas respostas para um quebra-cabeça que há muito bloqueia os químicos:ao calcular a atração esperada entre as moléculas de água e alcano em uma solução rica em alcano, os cientistas descobrem que suas respostas não combinam com os resultados experimentais.

Asthagiri e colegas demonstraram que os efeitos eletrostáticos e de polarização subjacentes - coisas consideradas inconsequentes nas abordagens convencionais - são essenciais para a simulação precisa da solubilidade de alcano em água.

Chapman, o professor William W. Akers de Engenharia Química e Biomolecular e reitor associado de engenharia de energia, disse que a pesquisa pode ter impactos de longo alcance em campos tão diversos como a biologia, sistemas ambientais e produção de energia e química.

"As simulações são cada vez mais usadas para entender, e potencialmente para manipular, processos em nanoescala, "Disse Chapman." Por exemplo, nossos resultados podem oferecer uma nova visão para aqueles que estudam superfícies de energia livre relacionadas ao enovelamento e desnaturação de proteínas. Eles podem ser úteis para interpretar melhor os exames de ressonância magnética e prever o destino de contaminantes no ambiente. Na produção de energia, as percepções deste trabalho podem ser úteis para melhorar a garantia de fluxo, prevenir a corrosão e melhorar os processos de outras maneiras que reduzam os custos e os impactos ambientais. "

Chapman disse que seu grupo espera desenvolver o trabalho com modelos futuros que incorporem correções quânticas para o movimento das partículas e para avaliar as interações interatômicas, algo que só se tornou viável por meio de avanços recentes em computação paralela e cálculos químicos quânticos em escala linear.