Una gota de agua puede filtrarse en la membrana de un nanotubo con voltaje eléctrico. Imagen: Instituto Politécnico Rensselaer
Lea en voz alta Los científicos estadounidenses han encontrado una manera de hacer un filtro de agua eficiente de la pared estanca de pequeños tubos de carbono: crean un voltaje eléctrico débil entre el agua y la pared del tubo, formando una carga positiva en la pared y una carga negativa en el agua. Gracias a este truco, la capa de carbono repelente al agua del nanotubo se convierte en una membrana permeable al agua con un sistema de guía incorporado, porque la velocidad y la dirección del flujo del agua pueden controlarse específicamente mediante cambios en la tensión. En el futuro, este descubrimiento podría ayudar a desalinizar el agua o eliminar los contaminantes biológicos. Los nanotubos tienen un diámetro de solo unas pocas millonésimas de milímetro y, al igual que sus parientes, las buckyballs con forma de balón de fútbol, ​​consisten en una capa de carbono en la que los átomos están conectados en forma de panal. Esto hace que los pequeños tubos sean hidrofóbicos, lo que significa que repelen las gotas de agua como superficies grasas. Sin embargo, esto se puede cambiar aplicando un voltaje de solo 1.7 voltios, Nikhil Koratkar del Instituto Politécnico Rensselaer y su equipo han demostrado ahora: El voltaje asegura que los átomos de oxígeno que se originan en el agua se combinen con el carbono de la pared del tubo. Esto cambia las propiedades de la superficie de la pared y permite que el agua pase sin obstáculos.

Las opciones de control de este método son muy diversas, informan los científicos. Por ejemplo, la velocidad de flujo se acelera exponencialmente cuando la tensión se incrementa ligeramente. Por el contrario, si las cargas se invierten, el tubo de carbón repele el agua aún más de lo que lo hace sin él. Esto también permite activar y desactivar el flujo de agua: el agua se mueve a través de la pared tan pronto como se le aplica una carga positiva, y se detiene inmediatamente cuando se carga negativamente. El método es tan preciso que dos tubos adyacentes pueden controlarse de manera diferente, permitiendo que un agua pase fácilmente, mientras que el otro queda completamente hermético.

El descubrimiento de Koratkar y sus colegas es particularmente interesante porque, debido a su estructura, las paredes de los nanotubos son extremadamente adecuadas como microfiltros, con los que incluso las impurezas más pequeñas podrían quedar atrapadas. Los investigadores ahora planean diseñar nanotubos que puedan filtrar específicamente moléculas individuales de ADN, proteínas o contaminantes orgánicos del agua.

Nikhil Koratkar (Instituto Politécnico Rensselaer, Troy) y otros: Nano Letters, prelanzamiento en línea, DOI: 10.1021 / nl062853g ddp / science.de? Anuncio de Ilka Lehnen-Beyel

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