Новости химической науки > Жидкокристаллическая грубая нефть

Впервые исследователи наблюдали жидкие кристаллы природного происхождения, содержащихся в тяжелых фракциях сырой нефти.

Изучение этих частично упорядоченных структур может дать исследователям новую информацию о фазовых переходах нефти, а также позволит им понять, как происходит деградация нефти в воде.

Мальтийские крестики обозначают образование жидких кристаллов в неочищенной нефти. (Рисунок из Energy Fuels, DOI: 10.1021/ef100376t)

Ранее исследователи уже обнаруживали жидкие кристаллы в очищенных продуктах переработки нефти, однако в сырой нефти жидкие кристаллы были обнаружены впервые.

Исследователи из группы Джона Шоу (John M. Shaw) из Университета Альберты Канада предположили, что жидкокристаллические соединения могут содержаться в асфальтенах, соединениях, компонентах сырой нефти, представленных смесью высокомолекулярных конденсированных полиароматических соединений. Ранее исследователи обнаружили, что при комнатной температуре эти тяжелые компоненты нефти содержат более, чем одну фазу. Это сложное фазовое поведение позволяло предположить существование промежуточной фазы между жидким и твердым состояниями, которая, возможно, могла являться жидкокристаллической.

Исследователи искали жидкие кристаллы в асфальтенах, выделенных осаждением из образцов сырой нефти Канадского, Мексиканского и Саудо-Арабского месторождений. Асфальтены непроницаемы для электромагнитного излучения, в том числе и инфракрасного, однако их легко наблюдать в поляризованном свете. Облучение образцов перекрестно-поляризованным светом и изучение их с помощью поляризационного микроскопа позволило наблюдать структуры в форме мальтийского креста с линейными размерами около 10 мкм, которые указывали на наличие в исследуемых образцах жидких кристаллов.

Дрю Померантц (Drew Pomerantz), специалист по нефти, работающий в кембриджском исследовательском отделении фирмы Schlumberger, отмечает, что обнаружение жидких кристаллов в такой сложной смеси, как сырая нефть, является достаточно удивительным исследовательским результатом – жидкие кристаллы чаще являются либо синтетическими соединениями, либо компонентами более простых смесей, например, гликолипидов, однако, по словам Рассела Чианелли (Russell Chianelli) из Университета Техаса это открытие ожидаемо – плоскости полиароматических соединений в сырой нефти могут способствовать образованию упорядоченных структур, подобных жидким кристаллам.

Сам Шоу, которому удалось обнаружить в нефти жидкие кристаллы, говорит о своих результатах как о «крутом наблюдении», однако надеется, что в ходе дальнейших исследований исследователям удастся определить качественный и количественный состав жидкокристаллической фазы, обнаруженной в сырой нефти, что, по его словам, может позволить даже получать жидкие кристаллы простой переработки сырой нефти.

Чианелли добавляет, что результаты исследователей из Канады могут помочь в очистке нефтяных розливов – масляные пятна, образующиеся на поверхности моря во время разлива нефти, и затем попадающие на берег, главным образом состоят из асфальтенов. Дополнительная информация о составе и строении асфальтеновых пятен поможет понять структуру этих пятен и подобрать оптимальные способы их деградации.

Источник: Energy Fuels, DOI: 10.1021/ef100376t

метки статьи: #аналитическая химия, #органическая химия, #физическая химия, #химия поверхности