צינורות לשנות את צורת המים

Anonim

ראשית, על פי מהנדסים אוניברסיטת רייס, לקבל חור Nanotube. לאחר מכן הכנס מים. אם Nanotube הוא רק את הרוחב הנכון, מולקולות המים יהיה ליישר לתוך מוט מרובע.

מדען חומרים רייס Rouzbeh Shahsavari וצוותו השתמשו במודלים מולקולריים כדי להוכיח את התיאוריה שלהם חלש ואן דר ואלס כוחות בין המשטח הפנימי של Nanotube ואת מולקולות המים חזקים מספיק כדי להצמיד את האטומים חמצן ומימן למקומו.

שהסוורי התייחס לתכנים כאל "קרח" דו-מימדי, משום שהמולקולות מקפיאות ללא קשר לטמפרטורה. הוא אמר המחקר מספק תובנה חשובה על דרכים למנף אינטראקציות אטומיות בין צינורות ו מולקולות מים כדי לפברק nanochannels ואנרגיה אחסון nanocapacitors.

מאמר על המחקר מופיע של האגודה האמריקאית לכימיה של העיתון Langmuir.

Shahsavari ועמיתיו בנו מודלים מולקולריים של צינורות פחמן ובורון ניטריד עם רוחב מתכוונן. הם גילו ניטריד בורון הוא הטוב ביותר להגביל את הצורה של מים כאשר צינורות 10.5 אנגסטרומים רחב. (אנגסטרם אחד הוא מאה מיליונים של סנטימטר).

החוקרים כבר ידעו כי אטומי המימן במים מוגבלים היטב לוקחים על עצמם תכונות מבניות מעניינות. ניסויים שנעשו לאחרונה על ידי מעבדות אחרות הראו ראיות חזקות להיווצרות קרח Nanotube והניעו החוקרים לבנות מודלים תורת פונקציונליות צפיפות לנתח את הכוחות האחראים.

צוות של שחסברי הדגם מולקולות מים, שהן כ -3 אנגסטרומים רחבים, בתוך פחמן ובורות ניטריד בורון של כירליות שונות (זוויות סריג האטום שלהם) בין 8 ו 12 אנגסטרמים בקוטר. הם גילו שננו-צינורות בקטרים ​​האמצעיים השפיעו ביותר על האיזון בין אינטראקציות מולקולריות לבין לחץ ואן דר ואלס, שהניע את המעבר מצינור מים מרובע לקרח.

"אם הננו-צינור קטן מדי ותוכלו להתאים רק מולקולת מים אחת, אי אפשר לשפוט הרבה", אמר שהסווארי. "אם הוא גדול מדי, המים שומרים על הצורה המינורית שלה, אבל בסביבות 8 אנגסטרומים, הכוח של ואן דאר ואלס מתחיל לדחוף את מולקולות המים לצורות מרובע מאורגנות".

הוא אמר אינטראקציות החזקים ביותר נמצאו צינורות nitride בורון בשל הקיטוב בפרט של האטומים שלהם.

Shahsavari אמר קרח Nanotube יכול למצוא שימוש במכונות מולקולריות או כמו נימים ננומטריים, או דרכים אומנה כדי לספק כמה מולקולות של מים או תרופות מרותקות לתאים ממוקד, כמו מזרק ננו.

menu
menu