Moléculas de água em movimento: dinâmica surpreendente em materiais 2D
Em vez de saltar, as moléculas de água andam: a Universidade de Tecnologia de Graz e a Universidade de Surrey mostram como a água se move de formas surpreendentemente diferentes em materiais ultra-finos.
Anúncios
Num estudo publicado na revista Nature Communications , investigadores da Universidade de Tecnologia de Graz (TU Graz) e da Universidade de Surrey testaram dois materiais ultra-finos, semelhantes a folhas com uma estrutura em favo de mel - o grafeno e o nitreto de boro hexagonal (h-BN). Enquanto o grafeno é condutor de eletricidade, o que o torna um dos principais candidatos à eletrónica, sensores e baterias do futuro, o h-BN, frequentemente designado por "grafite branca", é um material cerâmico de alto desempenho e isolante elétrico.
Os investigadores descobriram que esta diferença subtil altera completamente a forma como a água interage com as superfícies. Em vez de saltarem entre pontos fixos, como acontece no grafeno, as moléculas individuais de água no h-BN movem-se num movimento suave e ondulante - quase como se estivessem a caminhar.
Moléculas de água em movimento
A. Tamtögl - TU Graz
Novos conhecimentos para a conceção de superfícies
Este comportamento inesperado mostra como mesmo as mais pequenas variações na estrutura atómica de um material podem alterar drasticamente a forma como a água se move à nanoescala, oferecendo aos cientistas novas perspectivas para a conceção de superfícies que controlem a fricção, a humidade e a formação de gelo.
Para captar o movimento, a equipa de Graz utilizou uma técnica altamente sensível chamada espetroscopia spin-eco de hélio, que pode seguir o movimento de moléculas individuais sem as perturbar. Os investigadores de Surrey também fizeram simulações avançadas em computador para modelar o que estava a acontecer a nível atómico.
Em conjunto, as experiências e simulações mostraram que a água sofre menos fricção no h-BN - particularmente quando o material é suportado por níquel - permitindo que a molécula se mova mais livremente. No grafeno, pelo contrário, o metal subjacente reforça a interação entre a molécula e a superfície, aumentando a fricção e tornando o movimento menos suave.
O material de suporte é fundamental
"O suporte por baixo do material 2D revelou-se crítico - pode alterar completamente o comportamento da água e até inverter o que esperávamos", explica Anton Tamtögl, do Instituto de Física Experimental da TU Graz. "Se conseguirmos ajustar a forma como a água se move com a escolha certa do material e do substrato, poderemos conceber superfícies que controlem a humidade ou resistam à formação de gelo. Estes conhecimentos poderão transformar as tecnologias que dependem da manipulação da água à nanoescala - desde revestimentos e lubrificantes avançados a membranas de dessalinização."
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Outras notícias do departamento ciência
Notícias mais lidas
Mais notícias de nossos outros portais
Consulte os mundos temáticos para obter conteúdo relacionado
Mundo Temático da Espectroscopia
A investigação através da espectroscopia nos proporciona insights únicos sobre a composição e a estrutura dos materiais. Da espectroscopia UV-Vis à espectroscopia de infravermelho e Raman, até a espectroscopia de fluorescência e absorção atômica - a espectroscopia nos oferece um amplo espectro de técnicas analíticas para caracterizar substâncias com precisão. Mergulhe no fascinante mundo da espectroscopia!
Mundo Temático da Espectroscopia
A investigação através da espectroscopia nos proporciona insights únicos sobre a composição e a estrutura dos materiais. Da espectroscopia UV-Vis à espectroscopia de infravermelho e Raman, até a espectroscopia de fluorescência e absorção atômica - a espectroscopia nos oferece um amplo espectro de técnicas analíticas para caracterizar substâncias com precisão. Mergulhe no fascinante mundo da espectroscopia!