El nuevo nanomaterial actúa como un termómetro molecular

Las células humanas poseen varias proteínas que actúan como canales para iones cargados. en la piel

Los canales iónicos dependen del calor para controlar el flujo de partículas, lo que genera las señales eléctricas que los humanos utilizan para medir la temperatura de su entorno.

Inspirándose en estos sensores biológicos, los investigadores de KAUST prepararon un compuesto de carburo de titanio (Ti3C2Tx) conocido como MXene.
Los MXenes son una clase de compuestos inorgánicos bidimensionales.conexiones. Estos materiales están compuestos por capas de varios átomos de espesor de carburos, nitruros o carbonitruros de metales de transición, cada capa está recubierta con átomos cargados negativamente, como oxígeno o flúor.

Estos grupos actúan como espaciadores que separan nanoláminas adyacentes, lo que permite que las moléculas de agua penetren en los canales interplanares. Los canales entre las capas de MXene son más estrechos que un nanómetro.

Los investigadores utilizaron la difracciónRayos X y microscopía electrónica de barrido para estudiar el nuevo compuesto, y encontraron que la adición de agua al material ensanchaba ligeramente los canales entre las capas. Cuando el material tocó la solución de cloruro de potasio, los pasos eran lo suficientemente grandes como para permitir que los iones de potasio cargados positivamente pasaran a través del MXene, pero bloquearon el paso de los iones de cloro negativos.

Un equipo de científicos ha creado un pequeño dispositivoque contiene MXene, y expuso un extremo a la luz solar. Los MXenes son especialmente efectivos para absorber la luz solar y convertir esa energía en calor. El aumento de temperatura resultante provocó que las moléculas de agua y los iones de potasio fluyeran a través de los nanocanales desde el extremo más frío al más cálido. Este flujo termoosmótico provocó un cambio de voltaje comparable al observado en los canales iónicos biológicos sensibles a la temperatura. Como resultado, el dispositivo puede detectar de manera confiable cambios de temperatura de menos de 1 ° C.

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