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Los investigadores diseñan los nanotubes que pueden alinear las moléculas de agua en una varilla cuadrada

Primero, según los ingenieros de Rice University, consiga un orificio del nanotube. Entonces inserte el agua. Si el nanotube es apenas la anchura correcta, las moléculas de agua alinearán en una varilla cuadrada.

El científico Rouzbeh Shahsavari de los materiales del arroz y sus personas utilizaron modelos moleculares para demostrar su teoría que las fuerzas débiles de van der Waals entre la superficie interna del nanotube y las moléculas de agua son bastante fuertes encajar a presión los átomos del oxígeno y de hidrógeno hacia lugar.

Shahsavari refirió a los contenidos como “hielo bidimensional,” porque las moléculas congelan sin importar la temperatura. Él dijo que la investigación ofrece discernimiento valioso en maneras de leverage acciones recíprocas atómicas entre los nanotubes y las moléculas de agua para fabricar nanochannels y los nanocapacitors el energía-salvar.

Un documento sobre la investigación aparece en el gorrón Langmuir de la sociedad de substancia química americana.

Shahsavari y sus colegas construyeron modelos moleculares de los nanotubes del nitruro del carbono y de boro con anchuras ajustables. Descubrieron que nitruro de boro es el mejor en obligar la forma del agua cuando los nanotubes son 10,5 angstromes de par en par. (Un angstrom es un ciento-millonésimo de un centímetro.)

Los investigadores sabían ya que los átomos de hidrógeno en toma apretado lindada del agua en propiedades estructurales interesantes. Los experimentos recientes por otros laboratorios mostraron la prueba evidente de la formación de hielo del nanotube e incitaron a los investigadores construir modelos de la teoría funcional de densidad para analizar las fuerzas responsables.

Las personas de Shahsavari modelaron las moléculas de agua, que son cerca de 3 angstromes de par en par, los nanotubes interiores del nitruro del carbono y de boro de los diversos chiralities (los ángulos de sus enrejados atómicos) y entre 8 y 12 angstromes en diámetro. Descubrieron que los nanotubes en los diámetros centrales tenían la mayoría del impacto en el equilibrio entre las acciones recíprocas y la presión moleculares de van der Waals que incitaron la transición de un tubo cuadrado del agua al hielo.

“Si el nanotube es demasiado pequeño y usted puede ajustar solamente una molécula de agua, usted no puede juzgar mucho,” Shahsavari dijo. “Si es demasiado grande, el agua guarda su forma amorfa. Pero aproximadamente 8 angstromes, la fuerza de van der Waals de los nanotubes comienzan a activar las moléculas de agua en formas cuadradas ordenadas.”

Él dijo que las acciones recíprocas más fuertes fueron encontradas en los nanotubes del nitruro de boro debido a la polarización determinada de sus átomos.

Shahsavari dijo que hielo del nanotube podría encontrar uso en máquinas moleculares o como capilares del nanoscale, o maneras adoptivas de entregar algunas moléculas del agua o de las drogas secuestradas a las células apuntadas, como una jeringa del nanoscale.