Publicada na revista Asymmetry, esta pesquisa mostra que o modelo habitual para entender essas membranas nem sempre segue as leis clássicas da fÃsica, em particular as relações de reciprocidade de Onsager. Essa descoberta pode mudar a forma como esses materiais são concebidos.
Conceito artÃstico de uma membrana trocadora de Ãons.
Para estudar essas membranas, os pesquisadores frequentemente simplificam sua estrutura, substituindo-a por um esquema mais fácil de medir. Esse modelo ilustrado utiliza pequenas esferas carregadas para representar os Ãons. Isso torna os cálculos mais práticos, mas à s vezes introduz resultados estranhos.
Os experimentos realizados com diferentes tipos de membranas mostraram que, quando a quantidade de Ãons aumenta, alguns comportamentos se tornam assimétricos. Isso significa que certas reações não são iguais em um sentido e no outro. Isso se refere principalmente à maneira como a água e os Ãons atravessam a membrana.
Em seus testes, os pesquisadores mediram diferentes fluxos: água, cargas elétricas e substâncias dissolvidas. Eles também aplicaram diferentes forças, como pressão e diferenças de concentração. Perceberam que os resultados nem sempre eram consistentes com o que se esperava.
Essa diferença obriga a repensar a maneira como medimos e prevemos o desempenho dessas membranas. Sem isso, corremos o risco de entender mal seu funcionamento.
As relações de reciprocidade de Onsager não são respeitadas
Na fÃsica, essas relações afirmam que os efeitos de uma força sobre um fluxo devem ser os mesmos em ambos os sentidos. Por exemplo, uma diferença de concentração que impulsiona uma corrente elétrica deve ter o mesmo efeito que uma tensão elétrica que move Ãons. É uma regra de simetria.
Os pesquisadores descobriram que essa simetria nem sempre é respeitada. Isso pode ser devido às interações dentro das membranas.