Simulering viser, at det er muligt at flytte H2O@C60 ved hjælp af elektrisk ladning

(Phys.org) – Forskerne Baoxing Xu og Xi Chen, arbejder på Columbia University, har lavet en computersimulering, der viser, at det er muligt at manipulere bevægelsen af ​​en 60-atom fulleren, med et vandmolekyle fanget inde i det, ved hjælp af en elektrisk ladning. De beskriver deres simulering og resultater i deres papir offentliggjort i Fysiske anmeldelsesbreve .

To år siden, De japanske forskere Kei Kurotobi og Yasujiro Murata fandt ud af en måde at indlejre et vandmolekyle i en 60-atomers fulleren (buckeyball) - de skar det op, indsat et enkelt vandmolekyle, så forseglede det igen, effektivt at fange vandmolekylet inde - de kaldte det H ₂ O@C ₆₀ . I denne nye indsats, forskerne lavede en computersimulering, som de hævder viser, hvad der ville ske, hvis et sådant molekyle blev placeret inde i et nanorør og udsat for en elektrisk ladning. Deres indsats viser, de siger, at det ville få fullerenen (og vandmolekylet) til at bevæge sig, i dette tilfælde gennem en kanal.

David Lindley, i en artikel til webstedet American Physical Society Fysik , siger, at simuleringen, de to forskere lavede, tager højde for alle de kendte egenskaber af H ₂ O@C ₆₀ og bemærker, at simuleringen behandler molekylet som en enkelt enhed.

Efter at have indlejret vandmolekylet i fulleren, forskerne simulerede at sætte den nye struktur inde i et kulstof nanorør, i det væsentlige at skabe en kanal for at tillade bevægelse af fulleren sammen med dens vandmolekylelast. De påførte derefter en elektrisk ladning parallelt med nanorøret. Ved at gøre sådan, fandt forskerne, fik fulleren til at bevæge sig inde i kanalen (og vandmolekylet inde til at spinde), bærer sin last med sig. Normalt, påføring af en elektrisk ladning på vandmolekyler får dem ikke til at bevæge sig (fordi de er neutralt ladede) - i stedet opstår en termisk drevet bevægelse kendt som libration.

I simuleringen dog indlejring af et vandmolekyle i en fulleren gør det muligt at drive det gennem en kanal ved hjælp af elektrisk strøm, åbner muligheden for at skabe fullerener, der transporterer andre kemikalier gennem nanorør - en proces, der kan vise sig nyttig til applikationer som levering af terapeutiske lægemidler til skrantende kropsdele, for eksempel.

Interessant nok, forskerne fandt ud af, at hvis ladningen blev øget til 0,065 volt pr. ångstrøm, bevægelsesretningen i kanalen blev vendt om, selvom de ikke kan forklare hvorfor.

© 2013 Phys.org