As células humanas possuem várias proteínas que atuam como canais para íons carregados. Na pele
Inspirados por esses sensores biológicos, os pesquisadores da KAUST prepararam um composto de carboneto de titânio (Ti3C2Tx) conhecido como MXene.
MXenes são uma classe de inorgânicos bidimensionaisconexões. Esses materiais são compostos de camadas com vários átomos de espessura de carbonetos, nitretos ou carbonitretos de metais de transição. Cada camada é revestida com átomos carregados negativamente, como oxigênio ou flúor.
Esses grupos agem como espaçadores que separam nanofolhas adjacentes, permitindo que as moléculas de água penetrem nos canais interplanares. Os canais entre as camadas de MXene são mais estreitos do que um nanômetro.
Os pesquisadores usaram difraçãoRaios-X e microscopia eletrônica de varredura estudaram o novo composto e descobriram que adicionar água ao material alargou ligeiramente os canais entre as camadas. Quando o material tocou a solução de cloreto de potássio, as passagens eram grandes o suficiente para permitir que íons de potássio carregados positivamente passassem pelo MXene, mas bloquearam a passagem de íons de cloro negativos.
Uma equipe de cientistas criou um pequeno dispositivocontendo MXene, e exposta uma extremidade à luz solar. MXenes são especialmente eficazes na absorção da luz solar e na conversão dessa energia em calor. O aumento resultante na temperatura levou as moléculas de água e íons de potássio a fluir através dos nanocanais da extremidade mais fria para a extremidade mais quente. Este fluxo termoosmótico causou uma mudança de voltagem comparável àquela observada em canais iônicos biológicos sensíveis à temperatura. Como resultado, o dispositivo pode detectar com segurança mudanças de temperatura inferiores a 1 ° C.
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