Квантовый растворитель по сути является сверхтекучей жидкостью (также известной как квантовая жидкость ), используемой для растворения других химических веществ . Теоретически любая сверхтекучая жидкость может действовать как квантовый растворитель, но на практике единственной жизнеспособной сверхтекучей средой, которую можно использовать в настоящее время, является гелий-4 , и это было успешно достигнуто в контролируемых условиях. Такие растворители в настоящее время изучаются для использования в спектроскопических методах в области аналитической химии из-за их превосходных кинетических свойств. [1]
Любое вещество, растворенное (или иным образом взвешенное) в сверхтекучей жидкости, будет стремиться собираться в комки, инкапсулированные «квантовой сольватационной оболочкой ». Из-за полностью лишенной трения природы сверхтекучей среды весь объект затем начинает действовать во многом как наноскопический шарикоподшипник, обеспечивая фактически полную свободу вращения сольватированных химических видов . Квантовая сольватационная оболочка состоит из области несверхтекучих атомов гелия-4, которые окружают молекулу(ы) и демонстрируют адиабатическое следование вокруг центра тяжести растворенного вещества. Таким образом, кинетику эффективно газообразной молекулы можно изучать без необходимости использования реального газа (что может быть непрактично или невозможно). Необходимо внести небольшое изменение в постоянную вращения исследуемого химического вида, чтобы компенсировать более высокую массу, обусловленную квантовой сольватационной оболочкой.
Квантовая сольватация до сих пор была достигнута с помощью ряда органических, неорганических и металлоорганических соединений, и было высказано предположение, что помимо очевидного использования в области спектроскопии , квантовые растворители могли бы использоваться в качестве инструментов в наномасштабной химической инженерии, возможно, для производства компонентов для использования в нанотехнологиях .