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纳米管改变了水的形状

2019-03-19 12:02:59来源:

首先,根据莱斯大学工程师的说法,得到一个纳米管孔。然后插入水。如果纳米管的宽度恰到好处,水分子就会排成方棒。

水稻材料科学家Rouzbeh Shahsavari和他的团队使用分子模型来证明他们的理论,即纳米管内表面和水分子之间的弱范德华力足以将氧和氢原子分解到位。

Shahsavari将内容称为二维“冰”,因为无论温度如何,分子都会冻结。他说,该研究为利用纳米管和水分子之间的原子相互作用来制造纳米通道和储能纳米电容器提供了有价值的见解。

关于这项研究的论文刊登在美国化学学会期刊Langmuir上。

Shahsavari和他的同事建造了宽度可调的碳和氮化硼纳米管的分子模型。他们发现,当纳米管宽度为10.5埃时,氮化硼最能抑制水的形状。(一埃是一亿分之一厘米。)

研究人员已经知道,在密闭的水中氢原子具有有趣的结构特性。其他实验室最近的实验表明纳米管冰的形成有很强的证据,并促使研究人员建立密度泛函理论模型来分析负责的力量。

Shahsavari的团队模拟了大约3埃宽的水分子,其内部碳和氮化硼纳米管具有各种手性(原子晶格的角度),直径在8到12埃之间。他们发现,中径的纳米管对分子相互作用和范德瓦尔斯压力之间的平衡影响最大,这促使从方形水管过渡到冰。

Shahsavari说:“如果纳米管太小,你只能装一个水分子,你就无法判断太多。” “如果它太大,水就会保持其无定形状。但是在大约8埃时,纳米管的范德瓦尔斯力开始将水分子推入有组织的方形。”

他说,由于原子的特殊极化,在氮化硼纳米管中发现了最强的相互作用。

Shahsavari说,纳米管冰可以用于分子机器或纳米级毛细管,或者培养将几分子水或隔离药物输送到靶细胞的方法,如纳米级注射器。