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Nova descoberta pode levar ao desenvolvimento de Gasolina Super Premium

Em contradição com uma teoria que tem sido o padrão para mais de oitenta anos, um grupo de Illinois liderado por Yang Zhang, professor assistente de Nuclear, Plasma e Engenharia Radiológica e Beckman Instituto de Ciência Avançada e Tecnologia, fez uma descoberta segurando grandes promessas para o petróleo indústria.


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A pesquisa revelou que no futuro previsível produtos como petróleo bruto e gasolina poderia ser transportado através do país 30 vezes mais rápido, e os vários minutos que leva para encher um tanque de gás poderia ser reduzido a meros segundos.

Ao longo do ano passado, usando fontes de alto fluxo de nêutrons no Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) e Oak Ridge National Laboratory (ORNL), o grupo de Zhang foi capaz de gravar o movimento molecular de alcanos, o principal componente do petróleo e natural gás. O grupo aprendeu que a espessura de alcanos líquidos pode ser significativamente reduzida, permitindo um aumento acentuado na taxa de fluxo da substância.

"Alkane é basicamente uma cadeia de átomos de carbono", disse Zhang. "Ao alterar um átomo de carbono na espinha dorsal de uma molécula de alcano, podemos fazê-lo fluir 30 vezes mais rápido."

A descoberta de Zhang, seus estudantes graduados Ke Yang, Zhikun Cai e Abhishek Jaiswal, e os colaboradores Dr. Madhusudan Tyagi no NIST e Jeffrey S. Moore, diretor interino do Instituto Beckman e HHMI Professor de Química em Illinois, Conhecida teoria que Princeton University Profs. Walter Kauzmann e Henry Eyring formaram-se no final da década de 1940. Eles tinham previsto que todos os alcanos têm uma viscosidade universal perto de seus pontos de fusão. Zhang disse que a teoria havia sido citada mais de 3.000 vezes.

Contudo, foi descoberto um efeito ímpar impar de dinâmica de alcano líquido. O efeito ímpar em alcanos sólidos é ensinado em quase todos os livros introdutórios de química orgânica, isto é, a diferença no empacotamento periódico de sólidos de alcano com números ímpares e pares resulta na variação ímpar de suas densidades e pontos de fusão. No entanto, o mesmo efeito não era esperado em alcanos líquidos devido à falta de estruturas periódicas em líquidos.

"Teríamos pensado que nenhuma memória estrutural pode transferir dos sólidos para os líquidos", disse o Professor Martin Gruebele, Professor de Química da James R. Eiszner, "mas claramente, o líquido mais frio já tem as origens da Ímpar-mesmo efeito construído em sua difusão! "

"A clássica teoria Kauzmann-Eyring do fluxo viscoso molecular é mais simplificada", disse Zhang. "Parece que alguns livros didáticos de química podem precisar de revisões."

Os cientistas de Illinois tinham a vantagem tecnológica de "câmeras de vídeo de alta velocidade super (no pico-segundo, 1 trilhão de segundo) e super alta resolução (no nano-metro, 1 bilionésimo de um metro)" usando Neutrões para tirar filmes das moléculas. "Um" microscópio "de nêutrons é a grande descoberta na pesquisa de materiais e usamo-lo para olhar para tudo. Há coisas que nunca vimos antes ", disse Zhang.

A pesquisa , "Dynamic Odd-Mesmo efeito em Liquid n- Alcanes perto de seus pontos de fusão", foi publicado na Angewandte Chemie International Edition . A publicação alemã é um dos principais periódicos de química do mundo. A descoberta de pesquisa relatada é fundamental para entender e melhorar um amplo espectro de processos químicos, tais como lubrificação, difusão através de meios porosos e transferência de calor.

Zhang conduziu a pesquisa depois de ser selecionado no outono de 2015 para um American Chemical Society Petroleum Research Fund Doutorado New Investigator Award. O primeiro autor do artigo, Ke Yang, se formou no verão de 2016 e agora trabalha na Dow Chemical Company.




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