Kimya endüstrisinde kullanılan geleneksel çözücülerin büyük bölümü toksik, uçucu ve çevreye zararlı bileşiklerden oluşuyor. Bu durum, araştırmacıları daha güvenli ve sürdürülebilir seçenekler geliştirmeye itiyor. Son yıllarda bu arayışın odağına giren hidrofobik ötektik çözücüler, iki ya da daha fazla bileşenin belirli oranlarda karıştırılmasıyla elde edilen ve ayrı bileşenlere kıyasla çok daha düşük erime noktasına sahip olan özel sıvı sistemlerdir.
Yeni yayımlanan çalışmada, nane bitkisinden elde edilen L-mentol ile doğal yağlarda bulunan oktanoik asidin oluşturduğu ötektik sistem mercek altına alındı. Her iki bileşen de doğal kaynaklı olması nedeniyle bu karışım, yeşil kimya ilkeleriyle örtüşen cazip bir aday olarak öne çıkıyor. Araştırmacılar, 1:3'ten 3:1'e uzanan beş farklı mol oranında karışımlar hazırlayarak bunların fiziksel ve kimyasal özelliklerini sistematik biçimde inceledi.
Deneysel tarafta yoğunluk ve viskozite ölçümleri 5°C ile 35°C arasında gerçekleştirildi. Bu veriler, OPLS kuvvet alanı kullanılarak yürütülen moleküler dinamik simülasyonlarından elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldı. İki yaklaşım arasındaki uyum, simülasyon yönteminin bu tür sistemleri modellemedeki güvenilirliğini de doğruladı.
Yapısal analizlerde radyal dağılım fonksiyonları ve Kirkwood-Buff integralleri kullanıldı. Bu analizler, karışımdaki baskın etkileşimlerin L-mentol ile oktanoik asit molekülleri arasında oluşan hidrojen bağları olduğunu ortaya koydu. Başka bir deyişle, bu iki molekül birbirini tercihli olarak seçiyor ve kararlı bir ağ yapısı oluşturuyor.
Dinamik özellikler açısından ise öz-difüzyon katsayıları incelendi. Sıcaklık ve bileşim değiştikçe moleküllerin hareketliliğinin nasıl değiştiği ayrıntılı biçimde karakterize edildi. Bu veriler, çözücünün farklı uygulama koşullarında nasıl davranacağını öngörmek açısından kritik önem taşıyor.
Çalışma, doğal bileşenlerden elde edilen hidrofobik ötektik çözücülerin hem yapısal hem de işlevsel açıdan geleneksel çözücülere rakip olabileceğini destekleyen önemli bir veri tabanı sunuyor. İleride bu tür sistemlerin ilaç, gıda ve çevre analizi gibi alanlarda yaygınlaşması beklenebilir.