Kolnanorör (CNT) är cylindriska strukturer gjorda av kolatomer som har ett brett utbud av potentiella tillämpningar, från elektronik till medicin. En av nyckelegenskaperna hos CNT är deras interaktion med vatten, vilket är viktigt för att förstå deras beteende i biologiska system och för att utveckla vattenfiltreringsteknologier.

I en nyligen genomförd studie undersökte forskare från University of California, Berkeley och University of Illinois i Urbana-Champaign interaktionerna mellan CNT och vattenmolekyler. De fann att CNTs uppvisar ett kärleks-/hatförhållande till vatten, beroende på de specifika förhållandena.

Å ena sidan är CNT hydrofoba, vilket betyder att de stöter bort vatten. Detta beror på att kolatomerna i CNT är opolära, vilket betyder att de inte har en elektrisk nettoladdning. Vattenmolekyler, å andra sidan, är polära, vilket betyder att de har en positiv ände och en negativ ände. Denna polaritet gör att vattenmolekyler attraheras till varandra, men inte till de opolära CNT.

Å andra sidan kan CNTs också vara hydrofila, vilket innebär att de drar till sig vatten. Detta händer när CNT:erna är funktionaliserade med syreinnehållande grupper, såsom hydroxylgrupper (-OH) eller karboxylsyragrupper (-COOH). Dessa grupper gör CNTs mer polära, vilket gör att de kan bilda vätebindningar med vattenmolekyler.

Forskarna fann att hydrofobiciteten/hydrofilicitet hos CNT kan kontrolleras genom att ändra ytkemin hos CNT. Detta kan vara viktigt för att utveckla nya vattenfiltreringstekniker, såväl som för att förstå beteendet hos CNT i biologiska system.

Sammantaget ger studien nya insikter om interaktionerna mellan CNT och vatten, som kan ha ett brett spektrum av tillämpningar inom vetenskap och teknik.