Τα νέα νανοϋλικά ενεργούν σαν μοριακό θερμόμετρο

Τα ανθρώπινα κύτταρα διαθέτουν διάφορες πρωτεΐνες που λειτουργούν ως δίαυλοι για φορτισμένα ιόντα. Στο δέρμα

Τα κανάλια ιόντων βασίζονται στη θερμότητα για τον έλεγχο της ροής των σωματιδίων, η οποία παράγει τα ηλεκτρικά σήματα που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι για να μετρήσουν τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος τους.

Εμπνευσμένοι από αυτούς τους βιολογικούς αισθητήρες, οι ερευνητές της KAUST ετοίμασαν μια ένωση καρβιδίου τιτανίου (Ti3C2Tx) γνωστή ως MXene.
Τα MXene είναι μια κατηγορία δισδιάστατων ανόργανωνσυνδέσεις. Αυτά τα υλικά αποτελούνται από στρώματα πάχους πολλών ατόμων από καρβίδια μετάλλων μετάπτωσης, νιτρίδια ή ανθρακικά. Κάθε στρώμα είναι επικαλυμμένο με αρνητικά φορτισμένα άτομα όπως οξυγόνο ή φθόριο.

Αυτές οι ομάδες δρουν ως διαχωριστικά που χωρίζουν παρακείμενα νανο-φύλλα, επιτρέποντας στα μόρια του νερού να διεισδύσουν στα διαπλανητικά κανάλια. Τα κανάλια μεταξύ των επιπέδων MXene είναι στενότερα από ένα νανόμετρο.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν περίθλασηΑκτίνες Χ και ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης για τη μελέτη της νέας ένωσης και διαπίστωσαν ότι η προσθήκη νερού στο υλικό διεύρυνε ελαφρώς τα κανάλια μεταξύ των στρωμάτων. Όταν το υλικό άγγιξε το διάλυμα χλωριούχου καλίου, οι διόδους ήταν αρκετά μεγάλες ώστε να επιτρέψουν θετικά φορτισμένα ιόντα καλίου να διέλθουν μέσω του ΜΧενίου, αλλά εμπόδισαν τη διέλευση αρνητικών ιόντων χλωρίου.

Μια ομάδα επιστημόνων δημιούργησε μια μικρή συσκευήπου περιέχει MXene και εκτέθηκε το ένα άκρο στο ηλιακό φως. Τα MXenes είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικά στην απορρόφηση του ηλιακού φωτός και τη μετατροπή αυτής της ενέργειας σε θερμότητα. Η προκύπτουσα αύξηση της θερμοκρασίας ώθησε τα μόρια νερού και τα ιόντα καλίου να ρέουν μέσω των νανοκαναλιών από το ψυχρότερο άκρο στο θερμότερο άκρο. Αυτή η θερμοσωστική ροή προκάλεσε αλλαγή τάσης συγκρίσιμη με εκείνη που παρατηρείται σε ευαίσθητα στη θερμοκρασία κανάλια βιολογικών ιόντων. Ως αποτέλεσμα, η συσκευή μπορεί να ανιχνεύσει αξιόπιστα αλλαγές θερμοκρασίας κάτω των 1 ° C.

Διαβάστε επίσης

Την 3η ημέρα της ασθένειας, οι περισσότεροι ασθενείς με COVID-19 χάνουν την αίσθηση της όσφρησης και συχνά υποφέρουν από ρινική καταρροή

Δείτε τις κοντινότερες λήψεις της επιφάνειας του Ήλιου

Ο παγετώνας Doomsday αποδείχθηκε πιο επικίνδυνος από ό, τι πίστευαν οι επιστήμονες. Λέμε το κύριο πράγμα