Menschliche Zellen besitzen verschiedene Proteine, die als Kanäle für geladene Ionen fungieren.In der Haut
Inspiriert von diesen biologischen Sensoren stellten die KAUST-Forscher eine Titancarbidverbindung (Ti3C2Tx) her, die als MXene bekannt ist.
MXene ist eine Klasse zweidimensionaler anorganischer Verbindungen.aus Schichten von mehreren Atomen Dicke aus Übergangsmetallkarbiden, Nitriden oder Carbonitriden. Jede Schicht ist beschichtetnegativ geladene Atome, wie Sauerstoff oder Fluor.
Diese Gruppen wirken als Abstandshalter, die benachbarte Nanoblätter trennen und es Wassermolekülen ermöglichen, in die interplanaren Kanäle einzudringen. Die Kanäle zwischen den MXene-Schichten sind schmaler als ein Nanometer.
Die Forscher verwendeten BeugungRöntgen- und Rasterelektronenmikroskopie zur Untersuchung der neuen Verbindung und Feststellung, dass die Zugabe von Wasser zum Material die Kanäle zwischen den Schichten geringfügig verbreiterte. Als das Material die Kaliumchloridlösung berührte, waren die Passagen groß genug, um positiv geladene Kaliumionen durch das MXen passieren zu lassen, blockierten jedoch den Durchgang negativer Chlorionen.
Ein Team von Wissenschaftlern hat ein kleines Gerät entwickeltenthält MXene und setzt ein Ende dem Sonnenlicht aus. MXene absorbieren besonders effektiv Sonnenlicht und wandeln diese Energie in Wärme um. Der resultierende Temperaturanstieg veranlasste Wassermoleküle und Kaliumionen, durch die Nanokanäle vom kälteren zum wärmeren Ende zu fließen. Dieser thermoosmotische Fluss verursachte eine Spannungsänderung, die mit der in temperaturempfindlichen biologischen Ionenkanälen beobachteten vergleichbar war. Dadurch kann das Gerät Temperaturänderungen von weniger als 1 ° C zuverlässig erfassen.
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