Международная группа ученых, в которую вошли исследователи из Казанского федерального университета, сделала открытие, касающееся механизма ускоренного образования газогидратов. Это достижение может лечь в основу создания передовых технологий для более безопасного хранения и транспортировки природного газа. Сами газовые гидраты являются кристаллическими соединениями из воды и газа, которые внешне напоминают спрессованный снег.
Основным препятствием для широкого применения газогидратов до сих пор являлись низкая скорость их образования и недостаточное поглощение газа, сообщает ТАСС. Для ускорения этого процесса традиционно использовались поверхностно-активные вещества (ПАВ). Ранее в научной среде преобладало мнение, что их эффективность напрямую связана со способностью образовывать особые структуры — мицеллы.
Однако новое исследование, основанное на комплексном моделировании, показало, что ключевую роль играет не образование мицелл, а молекулярная архитектура ПАВ, распределение их заряда и характер взаимодействия с молекулами воды. Ученые установили, что формирование мицелл не является обязательным условием для стимуляции роста гидратов, и некоторые ПАВ, не образующие их, показывают высокую эффективность.
Исследователи выяснили, что поверхностно-активные вещества с оптимально подобранным гидрофильно-гидрофобным балансом способствуют созданию упорядоченных водных структур, что значительно ускоряет зарождение и рост кристаллов. При этом важным фактором является оптимальная прочность водородных связей, так как слишком сильные связи могут, наоборот, мешать процессу. Полученные результаты открывают путь к разработке гидратов нового поколения для хранения газов, улавливания углерода и опреснения воды. В планах ученых — создание не только эффективных, но также экологичных и дешевых ПАВ.
