Wetenschappers die werken op atomair en moleculair niveau - nanoschaal - moeten groot denken. Ten slotte, het is op dit niveau waar alles gebeurt.

Alexandra Navrotski, Distinguished Professor aan de Universiteit van Californië, Davis, en directeur van zijn Nanomaterialen in het milieu, Landbouw, en Technologie Georganiseerde Onderzoekseenheid, heeft gedurende haar hele carrière de eigenschappen van nanodeeltjes bestudeerd. Ze presenteerde haar bevindingen vandaag in Knoxville, Tenn., op de Goldschmidt-conferentie, georganiseerd door de Universiteit van Tennessee, Knoxville, en Oak Ridge National Laboratory.

"Nanodeeltjes zijn overal. Je eet ze, drink ze, adem ze, betalen om ze te hebben, en nog meer betalen om ze kwijt te raken, " Zei Navrotsky. De wetenschap van nanomaterialen houdt zich bezig met deeltjes die ongeveer een miljardste van een meter lang zijn.

Tijdens de conferentie, Navrotsky sprak over recente ontdekkingen die zij en Ph.D. student Chengcheng Ma maakte kennis met de thermodynamische eigenschappen van overgangsmetaaloxiden zoals isolatoren en supergeleiders.

Navrotsky's onderzoeksgroep ontdekte dat de thermodynamische drijvende kracht - de energie die nodig is voor geoxideerde reacties - sterk afhangt van de deeltjesgrootte. Het gemak waarmee deze materialen hun oxidatietoestand veranderen is belangrijk in allerlei toepassingen, bijvoorbeeld, de katalytische splitsing van water voor de productie van waterstof en zuurstof, het metabolisme van micro-organismen en de evolutie van minerale afzettingen.

Aangezien chemische en biologische reacties plaatsvinden op het oppervlak van een deeltje, deze activiteiten worden versterkt op nanodeeltjesschaal. Een goed begrip van de manier waarop nanodeeltjes reageren onder bepaalde temperaturen en andere omstandigheden kan op veel wetenschapsgebieden worden toegepast, inclusief communicatietechnologie; landbouwtechnologie; milieusanering; interacties in de oceanen, atmosfeer, en biosfeer; en biotechnologie voor geneeskunde en gezondheid.

Bijvoorbeeld, de thermodynamica op nanoschaal in een batterij beïnvloedt de uitgangsspanning, dus het begrijpen van dit principe kan wetenschappers helpen een efficiëntere batterij te maken.