Nanorúrky menia tvar vody a vytvoria 2D ľad. Umožňí to doručovať molekuly liekov priamo do živých buniek

0

Vedci z Rice University robili zaujímavé triky s vodou a nanorúrkami. Najprv získali nanorúrky, do ktorých vložili vodu. Pri správnej šírke nanorúrky sa molekula vody zoradí do štvorca. Rouzbeh Shahsavari a jeho tím použili molekulárne modely na demonštráciu svojej teórie, že slabé van der Waalsove sily medzi vnútorným povrchom nanorúrky a molekulami vody sú dostatočne silné na to, aby zadržali atómy kyslíka a vodíka na mieste.

Materiál, ktorý takto vznikne, Shahsavari označil ako 2D „ľad“, pretože molekuly „zamrznú“ bez ohľadu na teplotu. Povedal, že výskum poskytuje cenný pohľad na spôsoby využitia atómových interakcií medzi nanorúrkami a molekulami vody pri výrobe nanorúriek a nanokapacitných zariadení na uchovávanie energie.

Shahsavari a jeho kolegovia vytvorili molekulárne modely nanorúrok z uhlíka a nitridov bóru s nastaviteľnou šírkou. Zistili, že nitrid bóru najlepšie drží tvar vody, keď sú nanorúrky široké 10,5 angströmu (jeden angström je sto milióntina centimetra.)

Vedci už vedeli, že atómy vodíka v tesne uzavretej vode majú zaujímavé štrukturálne vlastnosti. Shahsavariho tím modeloval molekuly vody široké približne 3 angströmy v nanorúrkach s priemerom 8 a 12 angströmov. Vedci zistili, že nanorúrky v stredných priemeroch mali najväčší vplyv na interakciu medzi molekulami vody a van der Waalsovými silami, čo vedie k prechodu zo štvorcovej vodnej rúrky na 2D ľad.

Ak je nanorúrka primalá, zmestí sa do nej len jedna molekula vody a veľa sa zistiť nedá. Ak je priveľká, voda si zachová amorfný tvar. Približne od 8 angströmov však začínajú van der Waalsove sily tlačiť molekuly vody do organizovaných útvarov. Najsilnejšie interakcie sa prejavili v nanorúrkach z nitridu bóru pre zvláštnu polarizáciu ich atómov.

Takéto interakcie medzi nanorúrkami a molekulami vody by mohli nájsť uplatnenie v molekulárnych strojoch či nanokapilárach. Prípadne by mohli pomôcť ako nanostriekačka pri aplikácii niekoľkých molekúl vody či cielenom doručení liekov do živých buniek.

Dokument o výskume bol publikovaný v časopise Americkej chemickej spoločnosti Langmuir.

Zdroj: news.rice.edu.

Redakcia

Všetky autorove články
voda nano lad molekula liek stroj veda vyskum technológie zdravie

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať