Jauns nanomateriāls darbojas kā molekulārais termometrs

Cilvēka šūnās ir dažādi proteīni, kas darbojas kā uzlādētu jonu kanāli. Ādā

Jonu kanāli paļaujas uz siltumu, lai kontrolētu daļiņu plūsmu, kas ģenerē elektriskos signālus, ko cilvēki izmanto, lai izmērītu apkārtējās vides temperatūru.

Iedvesmojoties no šiem bioloģiskajiem sensoriem, KAUST pētnieki sagatavoja titāna karbīda savienojumu (Ti3C2Tx), kas pazīstams kā MXene.
MXenes ir divdimensiju neorganisko vielu klasesavienojumiem. Šie materiāli sastāv no vairāku atomu biezuma pārejas metālu karbīdiem, nitrīdiem vai karbonitrīdiem. Katrs slānis ir pārklāts ar negatīvi lādētiem atomiem, piemēram, skābekli vai fluoru.

Šīs grupas darbojas kā starplikas, kas atdala blakus esošās nanoloksnes, ļaujot ūdens molekulām iekļūt starpplanālu kanālos. Kanāli starp MXene slāņiem ir šaurāki par vienu nanometru.

Pētnieki izmantoja difrakcijuRentgens un skenējošā elektronu mikroskopija, lai pētītu jauno savienojumu, un atklāja, ka ūdens pievienošana materiālam nedaudz paplašināja kanālus starp slāņiem. Kad materiāls pieskārās kālija hlorīda šķīdumam, caurules bija pietiekami lielas, lai pozitīvi uzlādēti kālija joni varētu iziet cauri MXene, taču bloķēja negatīvo hlora jonu pāreju.

Zinātnieku komanda ir izveidojusi nelielu ierīcisatur MXene, un vienu galu pakļauj saules gaismai. MXenes īpaši efektīvi absorbē saules gaismu un pārvērš šo enerģiju siltumā. Rezultātā paaugstināta temperatūra lika ūdens molekulām un kālija joniem plūst caur nanokanāliem no vēsāka gala līdz siltākam galam. Šī termosmotiskā plūsma izraisīja sprieguma izmaiņas, kas ir līdzīgas tām, kas novērotas temperatūras jutīgos bioloģisko jonu kanālos. Tā rezultātā ierīce var droši noteikt temperatūras izmaiņas, kas zemākas par 1 ° C.

Lasīt arī

Slimības 3. dienā lielākajai daļai COVID-19 pacientu zūd oža un bieži cieš no iesnas

Skatiet tuvākos Saules virsmas kadrus

Doomsday ledājs izrādījās bīstamāks, nekā domāja zinātnieki. Mēs sakām galveno