(Phys.org) —Onderzoekers Baoxing Xu en Xi Chen, werken aan de Columbia-universiteit, hebben een computersimulatie gemaakt die laat zien dat het mogelijk is om de beweging van een 60-atoom fullereen te manipuleren, met een watermolecuul erin gevangen, met behulp van een elektrische lading. Ze beschrijven hun simulatie en resultaten in hun paper gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven .

Twee jaar geleden, Japanse onderzoekers Kei Kurotobi en Yasujiro Murata bedachten een manier om een ​​watermolecuul in te bedden in een 60-atoom fullereen (buckeyball) - ze sneden het open, een enkel watermolecuul ingebracht, daarna weer dichtgemaakt, effectief het watermolecuul erin opsluiten - ze noemden het H ₂ O@C ₆₀ . In deze nieuwe poging de onderzoekers creëerden een computersimulatie waarvan ze beweren dat ze laat zien wat er zou gebeuren als zo'n molecuul in een nanobuis zou worden geplaatst en aan een elektrische lading zou worden onderworpen. Hun inspanningen laten zien, ze zeggen, dat het fullereen (en watermolecuul) zou doen bewegen, in dit geval via een kanaal.

David Lindley, in een artikel voor de American Physical Society-site Natuurkunde , zegt dat de simulatie die de twee onderzoekers hebben gemaakt, rekening houdt met alle bekende eigenschappen van H ₂ O@C ₆₀ en merkt op dat de simulatie het molecuul als een enkele entiteit behandelt.

Na het inbedden van het watermolecuul in het fullereen, de onderzoekers simuleerden het plaatsen van de nieuwe structuur in een koolstofnanobuis, in wezen een kanaal creëren om beweging van het fullereen mogelijk te maken samen met zijn watermolecuullading. Vervolgens brachten ze een elektrische lading parallel aan de nanobuis aan. Als je dat doet, vonden de onderzoekers, zorgde ervoor dat het fullereen in het kanaal bewoog (en het watermolecuul erin ronddraaide), zijn lading met zich meedragen. Normaal gesproken, het aanbrengen van een elektrische lading op watermoleculen zorgt er niet voor dat ze bewegen (omdat ze neutraal geladen zijn) - in plaats daarvan vindt er een thermisch aangedreven beweging plaats die bekend staat als libratie.

In de simulatie echter door een watermolecuul in een fullereen in te bedden, kan het door een kanaal worden aangedreven met behulp van elektrische stroom, het openen van de mogelijkheid om fullerenen te creëren die andere chemicaliën door nanobuisjes vervoeren - een proces dat nuttig zou kunnen zijn voor toepassingen zoals het afleveren van therapeutische medicijnen aan zieke lichaamsdelen, bijvoorbeeld.

interessant, de onderzoekers ontdekten dat als de lading werd verhoogd tot 0,065 volt per angström, de bewegingsrichting in het kanaal was omgekeerd, hoewel ze niet kunnen uitleggen waarom.

© 2013 Phys.org