Menselijke cellen bezitten verschillende eiwitten die fungeren als kanalen voor geladen ionen. In de huid
Geïnspireerd door deze biologische sensoren, hebben KAUST-onderzoekers een titaniumcarbideverbinding (Ti3C2Tx) gemaakt die bekend staat als MXene.
MXenen zijn een klasse van tweedimensionale anorganische stoffenverbindingen. Deze materialen zijn samengesteld uit lagen van meerdere atomen dik overgangsmetaalcarbiden, nitriden of carbonitriden, elke laag is bedekt met negatief geladen atomen zoals zuurstof of fluor.
Deze groepen fungeren als afstandhouders die aangrenzende nanobladen van elkaar scheiden, waardoor watermoleculen de interplanaire kanalen kunnen binnendringen. De kanalen tussen de MXene-lagen zijn smaller dan één nanometer.
Onderzoekers gebruikten diffractieRöntgenstralen en scanning-elektronenmicroscopie om de nieuwe verbinding te bestuderen, en ontdekte dat het toevoegen van water aan het materiaal de kanalen tussen de lagen enigszins verbreedde. Toen het materiaal de kaliumchloride-oplossing raakte, waren de doorgangen groot genoeg om positief geladen kaliumionen door het MXene te laten passeren, maar blokkeerden de doorgang van negatieve chloorionen.
Een team van wetenschappers heeft een klein apparaatje gemaaktmet MXene en één uiteinde blootgesteld aan zonlicht. MXenes zijn vooral effectief in het absorberen van zonlicht en zetten die energie om in warmte. De resulterende temperatuurstijging zorgde ervoor dat watermoleculen en kaliumionen door de nanokanalen stroomden van het koudere uiteinde naar het warmere uiteinde. Deze thermo-osmotische flux veroorzaakte een spanningsverandering die vergelijkbaar is met die waargenomen in temperatuurgevoelige biologische ionenkanalen. Hierdoor kan het apparaat temperatuurveranderingen van minder dan 1 ° C betrouwbaar detecteren.
Lees ook
Op dag 3 van de ziekte verliezen de meeste COVID-19-patiënten hun reukvermogen en hebben ze vaak een loopneus
Bekijk de dichtstbijzijnde opnamen van het oppervlak van de zon
De Doomsday-gletsjer bleek gevaarlijker te zijn dan wetenschappers dachten. We vertellen het belangrijkste