Nanotechnologia

Właściwości wody w nanoskali pomogą opracować innowacyjne technologie

Inżynierowie Budowy Maszyn z Wydziału Energetyki na Politecnico di Torino oraz Wydziału Obrazowania Translacyjnego w Instytucie Badawczym Houston Methodist zaprezentowali nowatorskie wyobrażenie zadziwiających właściwości wody w nanoskali. Na odkryciu tym zyskać może szeroki zakres zastosowań technicznych, od inżynierii po dziedzinę biomedyczną, co ukazano ostatnio w artykule naukowym opublikowanym w Nature Communications.

Zmniejszenie mobilności wody w bardzo małej odległości od powierzchni w nanoskali jest dobrze znanym zjawiskiem określanym jako ‘nanoograniczenie’, a występuje dzięki zarówno elektrostatycznym siłom przyciągania jak i tym o nazwie van der Waals, rządzącymi oddziaływaniem materii w tej skali.

W tym kontekście naukowcy z Politecnico di Torino oraz Instytutu Badawczego Houston Methodist podjęli dalszy krok, poprzez opracowanie modelu ilościowego oraz naukową interpretację zdolną do przewidywania efektu nanoograniczegnia w dosyć ogólnych ramach. Z redukcją mobilności, ale także z ‘przechładzającymi’ stanami wody, mianowicie jej trwałością w stanie płynnym w temperaturach dużo poniżej 0 °C, powiązane są w szczególności charakterystyczne cechy geometryczne i chemiczne, jak również warunki fizyczne różnorakich nanoograniczających powierzchni (np. białka, nanorurek węglowych , krzemionkowych nanoporów lub nanocząstek tlenku żelaza).

Ów wynik osiągnięto po dwóch latach czynności in silico (tj. przeprowadzonych za pomocą komputera) oraz in vitro (opartych na eksperymentach). Badania te mogą wkrótce znaleźć zastosowania w optymalizacji oraz racjonalnym konstruowaniu szerokiej gamy nowatorskich technologii. Obejmują one swym zasięgiem: fizykę stosowaną (np. ‘Nanofluidy’, zawiesiny zrobione z wody oraz nanocząstek poprawiających transfer ciepła), odnawialną energię (np. retencja termalna oparta na nanoograniczonej wodzie w obrębie materiałów pochłaniających wodę), wykrywanie lub usuwanie substancji zanieczyszczających wodę (np. sito molekularne) oraz nanomedycynę (np. nanoograniczone czynniki kontrastowe opracowywane obecnie w Instytucie Badań Houston Methodist, mające na celu poprawienie jakości obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI)).

Źródło artykułu: http://phys.org/news/2014-05-properties-nanoscale-technologies.html

Źródło ilustracji: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Drops_Imapct.JPG

Accessibility Tools