Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Nanotubes endre formen på vann

Anonim

Først, ifølge Rice University ingeniører, får du et nanorørhull. Sett deretter vann. Hvis nanorør er akkurat den rette bredden, vil vannmolekylene justere inn i en firkantet stang.

annonse


Rice materialforsker Rouzbeh Shahsavari og hans team brukte molekylære modeller til å demonstrere sin teori om at svake van der Waals-krefter mellom nanorørens indre overflate og vannmolekylene er sterke nok til å snappe oksygen og hydrogenatomer på plass.

Shahsavari refererte til innholdet som todimensjonal "is", fordi molekylene fryser uavhengig av temperaturen. Han sa at forskningen gir verdifull innsikt i måter å utnytte atomiske samspill mellom nanorør og vannmolekyler for å fremstille nanokanaler og energilagring nanokapacitorer.

Et papir om forskningen fremgår av American Chemical Society journal Langmuir .

Shahsavari og hans kolleger bygde molekylære modeller av karbon- og boretitrid nanorør med justerbare bredder. De oppdaget bornitrid er best for å begrense form av vann når nanorørene er 10, 5 åre brede. (Ett angstrom er et hundre millioner av et centimeter.)

Forskerne visste allerede at hydrogenatomer i tett begrenset vann tar på seg interessante strukturelle egenskaper. Nylige eksperimenter fra andre laboratorier viste sterke bevis for dannelsen av nanobuks is og ba forskerne om å bygge tetthet funksjonelle teori modeller for å analysere de ansvarlige kreftene.

Shahsavari's teammodellerte vannmolekyler, som er ca. 3 ångde brede, inne i karbon- og borititrid-nanorør av forskjellige kiraliteter (vinklene i deres atomgitter) og mellom 8 og 12 åm i diameter. De oppdaget at nanorør i midtdiametrene hadde størst innvirkning på balansen mellom molekylære interaksjoner og van der Waals-trykk som førte til overgangen fra et firkantet vannrør til is.

"Hvis nanorør er for liten og du bare kan passe ett vannmolekyl, kan du ikke dømme mye, " sa Shahsavari. "Hvis det er for stort, beholder vannet sin amorfe form. Men ved ca 8 åringer begynner nanorørens van der Waals-kraft å presse vannmolekyler inn i organiserte firkantede former."

Han sa at de sterkeste interaksjonene ble funnet i nanorørene av boritrid, på grunn av den spesielle polarisasjonen av atomene deres.

Shahsavari sa at nanobuks is kan finne bruk i molekylære maskiner eller som nanoskala kapillærer, eller fremme måter å levere noen få molekyler vann eller sekvestrerte stoffer til målrettede celler, som en nanoskala sprøyte.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Rice University . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Farzaneh Shayeganfar, Javad Beheshtian, Rouzbeh Shahsavari. Første prinsipper Studie av vannnanorør Funnet inne i karbon / bornitrid nanotubes . Langmuir, 2018; DOI: 10, 1021 / acs.langmuir.8b00856