Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Nanotubes endre formen på vann

133rd Knowledge Seekers Workshop Aug 18 2016 (Mars 2019).

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