Šampanjac obično povezujemo sa životom na visokoj nozi ili ipak s novogodišnjim slavljem. No, otvaranje boce tog mjehurićastog napitka, tvrde japanski znanstvenici, ilustracija je fenomena koji se može iskoristiti u svrhu poboljšanja svojstava i učinkovitosti elektrana.
Kad otvorice bocu šampanjca, pritisak na tekućinu naglo je uklonjen, što izaziva formiranje mjehurića u njoj. Ti mjehurići tada započinju proces poznat pod imenom Ostwaldovo dozrijevanje, proces nazvan po znanstveniku koji ga je otkrio još 1896. godine. Veći mjehurići, u kojima se nalazi više potencijalne energije nego u malim mjehurićima, privlače molekule malih i tako još više rastu. To je fenomen koji se ne viđa samo u slučaju šampanjca, već i u pjeni i kod metalnih legura, ali i u sladoledu.
Nadalje, Ostwaldovo dozrijevanje događa se u mnogo većem razmjeru u elektranama kada se mjehurići formiraju u kipućoj vodi koja se pretvara u paru kako bi pokretala električne turbine – to je čimbenik koji može reducirati učinkovitost cijelog procesa. No, do ovog otkrića znanstvenici nisu uspijevali u potpunosti shvatiti kako tačno to funkcioniše u okruženju vrlo visoke temperature kakva je u elektranama, te nisu bili u mogućnosti izračunati tačnu brzinu kojom se mjehurići stvaraju.
Ali sada, prema studiji objavljenoj u časopisu Journal of Chemical Physics, znanstvenici sa Sveučilišta u Tokyju su u saradnji s privatnim institutom RIKEN napravili veliki napredak u razumijevanju Ostwaldova dozrijevanja. Koristeći RIKEN-ovu računalnu mrežu, najmoćniju u Japanu, uspjeli su simulirati proces nastanka mjehurića.
„Potreban je velik broj molekula kako bi se simuliralo mjehuriće, otprilike oko 10 000 za formiranje samo jednog mjehurića. Dakle, potrebno nam ih je barem toliko kako bismo mogli istažiti stotine miliona molekula, a to je pothvat koji nije moguće provesti samo na jednom računalu”, rekao je znanstvenik Hiroshi Watanabe.
Tim je na kraju uspio simulirati nevjerojatnih 700 miliona čestica, slijedeći njihove kolektivne pokrete kroz mnoštvo koraka.. Upravo ovo otkriće bi moglo pomoći inženjerima da u budućnosti dizajniraju učinkovitije turbine.