کد : ١۴۶٢۴
تاریخ انتشار : ١٣٩٧/٠۶/١٩
بازدید : ١٠۶

نانو لوله هایی که در آب تغییر شکل می دهند.


مدل های مولکولی یخ های نانولوله ای که توسط مهندسین دانشگاه Rice تولید می شود، نشان می دهد که چگونه نیروهای داخل نانولوله های کربنی (در شکل)در سمت چپ و نانولوله های نیترید بور، در مولکول های آب تحت فشار سمت راست، به شکل یک لوله مربعی شکل می گیرند.


نانو لوله هایی که در آب تغییر شکل می دهند.
 این پدیده به قطر نانولوله بستگی دارد.دانشمندان مواد دانشگاه Rice ، روزبه شهسواری و تیم او از مدل های مولکولی برای نشان دادن نظریه خود استفاده کردند که بدین وسیله نشان دادند که نیروهای ضعیف واندروالسی بین سطح داخلی نانولوله ها و مولکول های آب به اندازه کافی قدرت دارند تا اتم های اکسیژن و هیدروژن را به محل برسانند

شهسواری از این نانوتیوب ها به عنوان «یخ دو بعدی» اشاره کرد، زیرا مولکولها صرف نظر از دما، یخ می کنند. او گفت که این تحقیق بینش ارزشمندی را در مورد راه های استفاده از تعاملات اتمی بین نانولوله ها و مولکول های آب برای ساخت نانوکانال ها و نانوکامپوزیت های ذخیره سازی انرژی به ما می دهد.

شهسواری و همکارانش مدل های مولکولی نانولوله های کربنی و نیترید بور را با عرض های قابل تنظیم ساخته اند. آنها کشف کردند که نیتریید بور هنگام شکل گیری نانولوله ها بهتر است دارای عرض 10.5آنگستروم باشند.

محققان قبلا میدانستند که اتمهای هیدروژن در آب، خواص ساختاری جالب دارند. آزمایش های اخیر آزمایشگاه های دیگر شواهد محکمی برای تشکیل یخ های نانولوله ای داشت و باعث شد که محققان مدل های نظری کارکردی چگالی را برای تحلیل نیروهای موجود ایجاد کنند.

تیم شاهسواری مولکولهای آب را مدلسازی کرد که در آن نانولوله های مختلف ،کریستالهای مختلف (از نظر زاویه های شبکه های اتمی آنها) و بین 8 تا 12 آنگستروم در قطر، حدود عرض 3 آنگستروم ، داخل کربن و نیترید بور وجود دارد. آنها کشف کردند که نانولوله ها در قطر میانگین بیشترین تأثیر را بر تعادل بین واکنش های مولکولی و فشار وان در والس می گذارند که موجب انتقال از یک لوله آب مربعی به یخ می شود.
شهسواری گفت: "اگر نانولوله خیلی کوچک باشد و شما فقط می توانید یکی از مولکول های آب را جایگزین کنید، نمی توانید خیلی در این مورد قضاوت کنید .اگر آب بیش از حد بزرگ باشد، آب آن را به عنوان شکل بی نظیر خود نگه می دارد. اما در حدود 8 آنگستروم، نیروی واندر والسی نانولوله ها شروع به فشار دادن مولکول های آب به شکل مربع سازمان یافته می کنند."
او گفت که قوی ترین تداخلات در نانولوله های نیترید بور با توجه به قطبش خاص اتم های آنها یافت شده است.

شهسواری گفت که یخ های نانولوله می توانند در ماشین های مولکولی یا مویرگ های نانومقیاس استفاده شوند یا راه هایی برای ارائه چند مولکول آب یا داروهای جدا شده به سلول های هدفمند مانند سرنگ نانو را پیدا کنند.
منبع:

Farzaneh Shayeganfar et al, First Principles Study of Water Nanotubes Captured Inside Carbon/Boron Nitride Nanotubes, Langmuir (2018). DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b00856



 
برچسب: نانولوله , نیترید بور, nanotube, nano, nano technology, فناوری نانو

فرم ارسال نظر

ارسال نظر

نام:
 
آدرس ایمیل:
پیام:
 
    
عبارت امنیتی:
 

نظرات

موردی یافت نشد !