Instängt vatten på grafenporerna i nanometerstorlek. Kredit:F. Leoni et at.
Levande organismer, virus och tekniska apparater har vattenlager mellan sina celler eller delar och kan dö eller sluta fungera när de är uttorkade. Men varför vatten och inte någon annan vätska? Vad gör vatten unikt under sådana förhållanden när det är i dessa små strukturer?
I en artikel publicerad i tidskriften ACS Nano , förklarar forskare från universitetet i Barcelona och universitetet La Sapienza i Rom varför vattnet rör sig snabbare i en por som är mindre än en miljondel hår än fritt vatten, medan andra vätskor inte gör det.
"Allt beror på den speciella vätebindningsinteraktionen mellan vatten och detta kan vara en nyckelfaktor som bidrar till lösningen av ett av FN:s mål för hållbar utveckling, det om rent vatten och sanitet", förklarar Giancarlo Franzese, från Institutet för nanovetenskap och nanoteknik vid universitetet i Barcelona (IN2UB).
Faktiskt, inom vattenrening och sanitet, finns det mycket forskning om nanometerstora grafenporer. Dessutom relaterar resultatet av detta gemensamma projekt mellan UB och La Sapienza till växlingsbeteendet som observerats i en hydratiserad grafen-nano-memristor, det vill säga en nanoteknologisk enhet där den elektriska laddningen styr det magnetiska flödet, när det inneslutna vattnet ändras från ett till fler lager.
"Nanoconfinement kan drastiskt förändra vätskors beteende och förbrylla oss med kontraintuitiva egenskaper. Det är relevant i applikationer, inklusive dekontaminering och kristallisationskontroll", säger Carles Calero från IN2UB. I studien jämför forskarna, med hjälp av simuleringar av molekylär dynamik, tre olika vätskor i en grafenslitspor:en enkel vätska, såsom argon; en molekylär vätska, såsom CO2 eller en flytande metall, och vatten. De tre vätskorna, under liknande subnanometrisk inneslutning, beter sig olika från varandra, vilket öppnar vägen för möjliga tillämpningar med nanoporer, till exempel för att eliminera föroreningar. + Utforska vidare
