月光酒靠邊站——陽光來了

化學家學會用光而不是熱來蒸餾酒精。淡啤酒可能有新的含義

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美國的研究人員展示了一種利用光從水中蒸餾酒精的非常有效的新方法。該方法比傳統的熱蒸餾需要更少的能量,併產生更高濃度的餾出物。研究人員表示,雖然這種新方法不太可能取代工業中的傳統蒸餾,但它可以在分離和純化過程中找到利基應用。

娜奧米·哈拉斯 和休斯頓萊斯大學的同事們在水和乙醇的混合物中加入了金-二氧化矽奈米粒子,並從上方將雷射照射到懸浮液上。當光線照射到奈米粒子時,它會吸收光子(溫度升高)和散射光子,這些光子可以被其相鄰粒子接收,從而提高它們的溫度。這樣,光能就被捕獲在表面附近,導致區域性加熱,並驅趕兩種成分中更易揮發的成分——在本例中是乙醇。

哈拉斯說:“我們仍然在施加熱量,只是方式不同而已。在過去的10000年裡,我們一直以錯誤的方式煮水——從底部。在這裡,我們從頂部加熱,這更節能,因為我們不必加熱整個液體體積。”


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有趣的是,乙醇的光學蒸餾避免了傳統蒸餾中遇到的一個經典問題——最終形成共沸混合物,這限制了酒精的最大濃度約為95%。哈拉斯說:“使用我們的系統,我們可以很容易地達到99%。” 似乎奈米粒子表面高度區域性的加熱在某種程度上破壞了乙醇-水混合物中的氫鍵,使得乙醇在更高濃度的乙醇下與水分子的分離更加有效。當使用丙醇(一種混合物中氫鍵較少的較大醇)重複實驗時,光學蒸餾產生的結果與熱蒸餾相同。

哈拉斯說:“我們已經表明,這種型別的系統使我們能夠以新的方式分離液體,並且在某些情況下可以產生與熱蒸餾不同的蒸餾特性,而在其他情況下則相似。儘管我認為這不太可能取代傳統的蒸餾(這是一種非常成熟的技術),但它可以為新的和不同的分離方法找到利基應用。”

加州大學聖巴巴拉分校的奈米技術專家馬丁·莫斯科維茨評論這項工作時說:“任何讓像蒸餾這樣的眾所周知的過程顛覆的觀察結果無疑都需要我們深入研究和理解。它很可能會迫使我們重新思考即使在我們最徹底理解的現象中的其他偏方。總而言之,這具有重要發現的特徵。”

光可以用來蒸餾私釀酒嗎?哈拉斯說:“我們在實驗室裡開玩笑說過了。但是,它當然不是月光酒,而是應該被稱為陽光酒!”

本文經《化學世界》許可轉載。該文章於2015年11月20日首次發表

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