
Transporte de íons em CNTPs de espécies puras. Crédito: Materiais da Natureza (2024). DOI: 10.1038/s41563-024-01925-w
Uma equipe do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) descobriu que nanotubos de carbono metálico puro são melhores no transporte de moléculas.
As separações de moléculas desempenham um papel cada vez maior na tecnologia moderna de dessalinização de água para a colheita materiais críticos para fabricação de produtos químicos e farmacêuticos de alto valor.
Para melhorar o transporte de água e prótons, os cientistas do LLNL descobriram que poros internos menores que um nanômetro em nanotubos de carbono metálicos são melhores no transporte de materiais do que os nanotubos de carbono semicondutores convencionais.
“Esses resultados enfatizam o papel complexo das propriedades eletrônicas dos canais nanofluídicos na modulação do transporte sob confinamento extremo em nanoescala”, disse o cientista do LLNL Alex Noy, autor principal de um artigo aparecendo na capa de Materiais da Natureza.
À medida que essas tecnologias se tornam mais sofisticadas e refinadas, sua eficiência se aproxima das limitações das plataformas de materiais que as alimentam. Por exemplo, o desempenho de membranas de polímeros — que desempenham um grande papel em separações convencionais — é limitado, sugerindo que um aumento adicional da separação de precisão significa mudar para plataformas de materiais que fornecem tamanhos e estruturas de poros uniformes controlados.
No novo estudo, a equipe analisou nanotubos metálicos e supercondutores para determinar qual materials period melhor no transporte de moléculas e descobriu que o steel puro carbono os nanotubos funcionaram melhor.
“Canais sintéticos e canais nanofluídicos fornecem alternativas atraentes aos nanoporos de polímeros convencionais”, disse Yuhao Li, cientista do LLNL e coautor do artigo.
“Em muitos casos, eles criam um forte confinamento espacial que lembra os canais de membrana biológica e podem aproveitar alguns de seus mecanismos de seletividade requintados”, acrescentou outro coautor, o pesquisador de pós-doutorado do LLNL Zhongwu Li.
Os poros dos nanotubos de carbono têm paredes hidrofóbicas suaves que permitem transporte extraordinariamente rápido de água e gás e forte seletividade de íons. Os estudos que mostram esses resultados e outros estudos levantam a possibilidade de uma conexão próxima entre as propriedades eletrônicas das paredes do canal e sua eficiência de transporte.
Outros autores do LLNL incluem Jobaer Abdullah e Ted Laurence, bem como pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, da Universidade do Texas em Austin e do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia.
Mais Informações:
Yuhao Li et al, Melhoria do transporte molecular em porinas de nanotubos de carbono metálico puro, Materiais da Natureza (2024). DOI: 10.1038/s41563-024-01925-w
Fornecido por
Laboratório Nacional Lawrence Livermore
Citação: Moléculas recebem um impulso de nanotubos de carbono metálicos (2024, 5 de agosto) recuperado em 5 de agosto de 2024 de https://phys.org/information/2024-08-molecules-boost-metallic-carbon-nanotubes.html
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