Nanotüpler su şeklini değiştirir

Anonim

İlk olarak, Rice Üniversitesi mühendislerine göre bir nanotüp deliği elde edin. Ardından su ekleyin. Nanotüp doğru genişlikte ise, su molekülleri bir kare çubuğa hizalanacaktır.

Pirinç malzemeleri bilimcisi Rouzbeh Shahsavari ve ekibi, teorik olarak, nanotüpün iç yüzeyi ile su molekülleri arasındaki zayıf van der Waals kuvvetlerinin oksijen ve hidrojen atomlarını yerine oturtmaya yetecek kadar güçlü olduklarını göstermek için moleküler modeller kullandılar.

Shahsavari, içerikleri iki boyutlu "buz" olarak adlandırdı çünkü moleküller sıcaklığa bakılmaksızın donar. Araştırmanın, nanokarbonlar ve enerji depolama nanocapacitors'ı üretmek için nanotüpler ve su molekülleri arasındaki atomik etkileşimleri kullanmanın yolları hakkında değerli bilgiler sağladığını söyledi.

Araştırmadaki bir makale American Chemical Society dergisinde Langmuir'de yer almaktadır.

Shahsavari ve meslektaşları ayarlanabilir genişliklerde moleküler karbon ve bor nitrür nanotüp modelleri oluşturdu. Nanotüpler 10.5 angstrom genişliğinde iken bor nitrürün su şeklini en iyi şekilde sınırlandırdığını keşfettiler. (Bir angstrom santimetre yüz milyonda biridir.)

Araştırmacılar, sıkı sıkıya bağlı sudaki hidrojen atomlarının ilginç yapısal özellikler aldığını zaten biliyorlardı. Diğer laboratuvarlar tarafından yapılan son deneyler, nanotüp buzunun oluşumu için güçlü kanıtlar gösterdi ve araştırmacıları, sorumlu kuvvetleri analiz etmek için yoğunluk fonksiyonel teorisi modelleri oluşturmaları için teşvik etti.

Shahsavari'nin ekibi, yaklaşık 3 angstrom genişliğinde, çeşitli kiralitelerin (atomik kafeslerinin açıları) karbon ve bor nitrür nanotüpleri ve çapı 8 ile 12 angstrom arasında olan su molekülleri modelledi. Orta çaptaki nanotüplerin, moleküler etkileşimler ile kare su borusundan buza geçişi sağlayan van der Waals basıncı arasındaki dengeyi en çok etkilediğini keşfettiler.

Shahsavari, "Nanotüp çok küçükse ve sadece bir su molekülüne sığabiliyorsan, çok fazla yargılayamazsın, " dedi. "Çok büyükse, su şekilsizliğini korur. Fakat yaklaşık 8 angstromda, nanotüplerin van der Waals kuvveti su moleküllerini organize kare şekillere itmeye başlar."

Atomlarının belirli polarizasyonu nedeniyle en güçlü etkileşimlerin bor nitrür nanotüplerinde bulunduğunu söyledi.

Shahsavari, nanotüp buzunun moleküler makinelerde veya nano ölçekli kılcal damarlarda veya nano ölçekli bir şırınga gibi hedeflenen hücrelere birkaç molekül su veya sekestre ilaç iletme yolunda kullanılabileceğini söyledi.

menu
menu