Химики из США разработали несколько микропористых материалов, способных образовывать устойчивые коллоидные растворы в воде и в таком виде поглощать углекислый газ и кислород. Для этого ученые использовали соединения с гидрофильной внешней поверхностью и гидрофобной поверхностью пор. Это позволило повысить способность воды растворять газы в десятки раз, пишут ученые в Nature.

Молекулы воды очень полярны — в них электронная плотность смещена от атомов водорода к атому кислорода. За счет этого в воде хорошо растворяются полярные соединения. А вот неполярные газы, например, кислород, растворяются в воде намного хуже, чем в неполярных органических растворителях. В некоторых случаях это может приводить к проблемам — например, скорость процесса электрокаталитического восстановления CO2, который химики активно разрабатывают, часто оказывается невелика — как раз из-за малой растворимости CO2 в воде. Поэтому ученые пытаются найти способ заставить воду лучше поглощать газы.

В отличие от воды, твердые микропористые материалы — например, цеолиты и металл-органические каркасы — поглощают газы очень хорошо, часто в сотни раз лучше, чем вода. Но если просто растворить одно из таких веществ в воде, лучше поглощать газы она не станет. Дело в том, что молекулы воды сравнимы по размерам с молекулами газов, и легко проникают в поры таких материалов.

Химики под руководством Джарреда Мэйсона (Jarrad A. Mason) из Гарвардского университета нашли решение этой проблемы.