Filtrarea apei bazată pe nanotehnologii

Oamenii de ştiinţă de la Universitatea din California au descoperit şi au descris motivul pentru umplerea nano tuburilor de carbon cu apă în revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Nano tuburi de carbon sunt structuri tubulare din atomii de carbon. Chiralitatea tuburilor arată o lipsă de simetrie a părţii drepte de cea stîngă. Umplerea lor spontană cu apă a fost observată în practică şi în simulare pe computer. Însă, pînă la descoperirea făcută de savanţii din California, a rămas necunoscută cauza acestui fenomen.

În timpul cercetărilor oamenii de ştiinţă au creat un model de calculator a nano tuburilor care interacţionează cu moleculele de apă. Diametrul nano tuburilor de carbon a variat :0.8 - 2.7 nm. Savanţii au descoperit că fizica procesului depinde direct de diametrul tuburilor.

În tuburi cu un diametru mai mic (0,81,0 nanometri) moleculele de apă sunt aranjate într-un rînd, totodată comportamentul lor seamănă cu o stare gazoasă. Energetic, aceasta stare este mai puţin utilă, dar este mult mai avantajoasă, din punct de vedere al entropiei termodinamice. În termodinamică, termenul de "entropie" înseamnă locaţia moleculelor substanţelor utilizată pentru a descrie amploarea caracterului haotic în orice sistem. Cea mai mică entropie este prezentă în obiectele solide cu un grilaj cristalin. Entropia creşte atunci cînd la încălzire corpul trece într-o stare lichidă şi apoi gazoasă. Acest lucru se datorează faptului că creşte vibraţia moleculelor şi, în consecinţă, poziţia lor devine aleatoare (haotică). Cu diametrul maxim al tuburilor (1.4 - 2.7 nm), apa se comportă ca un lichid, însă entropia este mai mare.

Cu un diametru mediu de tuburi (1.0 - 1.4 nm), apa în interiorul unui nano tub de carbon, după proprietăţile sale, este similară cu gheaţa.

În baza studiilor efectuate pot fi create nano sisteme pentru transportarea lichidelor, cum ar fi obţinerea unui filtru ecologic pentru apă.

Sursa: ecofriendly.ru