Η νέα έρευνα βρίσκει νανοσωλήνες άνθρακα δείχνει σχέση αγάπης/μίσους με νερό

Οι νανοσωλήνες άνθρακα (CNTs) είναι κυλινδρικές δομές από άτομα άνθρακα που έχουν ένα ευρύ φάσμα πιθανών εφαρμογών, από ηλεκτρονικά έως ιατρικά. Μία από τις βασικές ιδιότητες των CNT είναι η αλληλεπίδρασή τους με το νερό, η οποία είναι σημαντική για την κατανόηση της συμπεριφοράς τους στα βιολογικά συστήματα και για την ανάπτυξη τεχνολογιών διήθησης νερού.

Σε μια πρόσφατη μελέτη, ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, του Μπέρκλεϊ και του Πανεπιστημίου του Ιλινόις στο Urbana-Champaign διερεύνησαν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ CNTs και μορίων νερού. Διαπίστωσαν ότι τα CNTs παρουσιάζουν σχέση αγάπης/μίσους με νερό, ανάλογα με τις συγκεκριμένες συνθήκες.

Από τη μία πλευρά, τα CNT είναι υδρόφοβα, που σημαίνει ότι απωθούν το νερό. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα άτομα άνθρακα σε CNTs είναι μη πολικά, που σημαίνει ότι δεν έχουν καθαρό ηλεκτρικό φορτίο. Τα μόρια του νερού, από την άλλη πλευρά, είναι πολικά, που σημαίνει ότι έχουν θετικό τέλος και αρνητικό τέλος. Αυτή η πολικότητα κάνει τα μόρια του νερού να προσελκύονται μεταξύ τους, αλλά όχι στα μη πολικά CNTs.

Από την άλλη πλευρά, τα CNTs μπορεί επίσης να είναι υδρόφιλα, που σημαίνει ότι προσελκύουν νερό. Αυτό συμβαίνει όταν τα CNTs λειτουργούν με ομάδες που περιέχουν οξυγόνο, όπως ομάδες υδροξυλίου (-ΟΗ) ή ομάδες καρβοξυλικού οξέος (-COOH). Αυτές οι ομάδες καθιστούν τα CNT πιο πολικά, επιτρέποντάς τους να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου με μόρια νερού.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η υδροφοβικότητα/υδροφιλικότητα των CNTs μπορεί να ελεγχθεί αλλάζοντας την επιφανειακή χημεία των CNTs. Αυτό θα μπορούσε να είναι σημαντικό για την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών διήθησης νερού, καθώς και για την κατανόηση της συμπεριφοράς των CNTs σε βιολογικά συστήματα.

Συνολικά, η μελέτη παρέχει νέες γνώσεις σχετικά με τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ CNTs και νερού, οι οποίες θα μπορούσαν να έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στην επιστήμη και την τεχνολογία.