Primero, según los ingenieros de la Universidad de Rice, haga un agujero de nanotubo. Luego inserte agua. Si el nanotubo tiene el ancho correcto, las moléculas de agua se alinearán en una varilla cuadrada.
El científico de materiales de Rice Rouzbeh Shahsavari y su equipo utilizaron modelos moleculares para demostrar su teoría de que las fuerzas débiles de van der Waals entre la superficie interna del nanotubo y las moléculas de agua son lo suficientemente fuertes como para encajar los átomos de oxígeno e hidrógeno en su lugar.
Shahsavari se refirió al contenido como "hielo" bidimensional, porque las moléculas se congelan independientemente de la temperatura. Dijo que la investigación proporciona información valiosa sobre las formas de aprovechar las interacciones atómicas entre los nanotubos y las moléculas de agua para fabricar nanocanales y nanocondensadores que almacenan energía..
Aparece un artículo sobre la investigación en la revista American Chemical Society Langmuir .
Shahsavari y sus colegas construyeron modelos moleculares de nanotubos de nitruro de boro y carbono con anchos ajustables. Descubrieron que el nitruro de boro es mejor para restringir la forma del agua cuando los nanotubos tienen 10,5 angstroms de ancho un angstrom es una centésima millonésima de centímetro..
Los investigadores ya sabían que los átomos de hidrógeno en agua estrechamente confinada adquieren propiedades estructurales interesantes. Experimentos recientes de otros laboratorios mostraron una fuerte evidencia de la formación de hielo de nanotubos y llevaron a los investigadores a construir modelos de teoría funcional de densidad para analizar las fuerzas responsables.
El equipo de Shahsavari modeló moléculas de agua, que tienen aproximadamente 3 angstroms de ancho, dentro de nanotubos de nitruro de boro y carbono de diversas quiralidades los ángulos de sus redes atómicas y entre 8 y 12 angstroms de diámetro. Descubrieron que los nanotubos en los diámetros medios teníanel mayor impacto en el equilibrio entre las interacciones moleculares y la presión de van der Waals que provocó la transición de un tubo de agua cuadrado a hielo.
"Si el nanotubo es demasiado pequeño y solo cabe una molécula de agua, no se puede juzgar mucho", dijo Shahsavari. Si es demasiado grande, el agua mantiene su forma amorfa. Pero a unos 8 angstroms, los nanotubos'La fuerza de van der Waals comienza a empujar las moléculas de agua en formas cuadradas organizadas.
Dijo que las interacciones más fuertes se encontraron en los nanotubos de nitruro de boro debido a la polarización particular de sus átomos.
Shahsavari dijo que el hielo de nanotubos podría usarse en máquinas moleculares o como capilares a nanoescala, o fomentar formas de administrar algunas moléculas de agua o medicamentos secuestrados a las células objetivo, como una jeringa a nanoescala.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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