Komórki ludzkie zawierają różne białka, które działają jak kanały dla naładowanych jonów. W skórze
Zainspirowani tymi biologicznymi czujnikami naukowcy z KAUST przygotowali związek węglika tytanu (Ti3C2Tx), znany jako MXene.
MXenes to klasa dwuwymiarowych substancji nieorganicznychznajomości. Materiały te składają się z warstw węglików, azotków lub węglikoazotków metali przejściowych o grubości kilku atomów. Każda warstwa jest pokryta ujemnie naładowanymi atomami, takimi jak tlen lub fluor.
Grupy te działają jak odstępniki oddzielające sąsiednie nanoszary, umożliwiając cząsteczkom wody penetrację kanałów międzypłaszczyznowych. Kanały między warstwami MXene są węższe niż jeden nanometr.
Naukowcy wykorzystali dyfrakcjęPrześwietlenia rentgenowskie i skaningowa mikroskopia elektronowa w celu zbadania nowego związku i odkryły, że dodanie wody do materiału nieznacznie rozszerzyło kanały między warstwami. Kiedy materiał dotknął roztworu chlorku potasu, kanały były wystarczająco duże, aby umożliwić dodatnio naładowanym jonom potasu przejście przez MXene, ale zablokowały przepływ ujemnych jonów chloru.
Zespół naukowców stworzył małe urządzeniezawierający MXene i wystawiony jeden koniec na działanie promieni słonecznych. MXeny są szczególnie skuteczne w pochłanianiu światła słonecznego i przekształcaniu tej energii w ciepło. Wynikający z tego wzrost temperatury skłonił cząsteczki wody i jony potasu do przepływu przez nanokanały od zimniejszego do cieplejszego końca. Ten przepływ termoosmotyczny spowodował zmianę napięcia porównywalną do tej obserwowanej w wrażliwych na temperaturę biologicznych kanałach jonowych. Dzięki temu urządzenie może niezawodnie wykrywać zmiany temperatury poniżej 1 ° C.
Czytaj także
W 3. dniu choroby większość pacjentów z COVID-19 traci zmysł węchu i często cierpi na katar
Zobacz najbliższe ujęcia powierzchni Słońca
Lodowiec Doomsday okazał się bardziej niebezpieczny, niż sądzili naukowcy. Mówimy najważniejsze