Water is overal. Begrijpen hoe het zich gedraagt ​​op een kruispunt met een ander materiaal en hoe het de prestaties van dat materiaal beïnvloedt, is nuttig bij het ontwikkelen van betere producten en apparaten. Een niet-gegradueerde onderzoeker bij Virginia Tech loopt voorop.

Chemische engineering junior Preeya Achari heeft nu een nieuw computermodel ontwikkeld en onlangs gepubliceerd als eerste auteur om de relatie tussen water en een soort tweedimensionaal materiaal beter te begrijpen dat is samengesteld uit lagen van één atoom dik die zo plat zijn als een blad van papier.

Het model zal helpen bij het voorspellen van het gedrag van water aan het oppervlak van hexagonaal boornitride, een verbinding die vaak wordt gebruikt in cosmetische producten, zoals oogschaduw en lippenstift.

De verbinding is vergelijkbaar met grafeen, die al een groot potentieel heeft getoond op het gebied van smering, elektronische apparaten, sensoren, scheidingsmembranen, en als additief voor cosmetische producten. Zeshoekig boornitride, echter, heeft een paar gunstigere eigenschappen, zoals de hogere weerstand tegen oxidatie, flexibiliteit, en een grotere sterkte-gewichtsverhouding - eigenschappen die ook nuttig kunnen zijn bij de productie van nanotechnologie, medicijnafgifte, en het oogsten van elektriciteit uit zeewater.

Voorafgaand aan de ontwikkeling van het nieuwe model, het begrijpen van de structuur op moleculair niveau van water aan het contactoppervlak met hexagonaal boornitride bleek een grote uitdaging, zo niet onmogelijk. De ontwikkeling kan zorgen voor meer controle over de prestaties van apparaten die zijn gemaakt met hexagonaal boornitride en water.

"Deze kennis kan helpen bij het verbeteren van de prestaties van op boornitride gebaseerde elektronische apparaten, ' zei Achari.

Achari werkt in het computationele laboratorium van assistent-professor Sanket Deshmukh in de chemische technologie. Ze ontwikkelde het model in nauwe samenwerking met anderen in het laboratorium van Deshmukh, waaronder postdoctoraal onderzoeker Karteek Bejagam en gastwetenschapper Samrendra Singh.

Achari kwam bij Virginia Tech aan op zoek naar een uitdaging en voelde zich aangetrokken tot het onbekende veld van computationele materiaalwetenschap - een veld dat computationele methoden en supercomputers gebruikt om bestaande materialen te begrijpen en de ontdekking en ontwikkeling van materialen te versnellen. Ze vond het laboratorium van Deshmukh tijdens haar tweede jaar en heeft sindsdien haar tijd als niet-gegradueerde onderzoeker en een voltijdstudent in evenwicht gehouden.

"Het geeft enorm veel voldoening om de resultaten te zien van het harde werk van mijn lab en om terug te kijken op alles wat ik heb bijgedragen en geleerd onderweg, " Zei Achari. "Ik vind het ook belangrijk om te weten dat het werk dat mijn lab en ik doen, andere onderzoekers in mijn vakgebied ten goede zal komen."

Naast haar recent gepubliceerde tijdschriftartikel, Achari werd ook bekroond met de beste mondelinge presentatie op de 2018 Materials Research Society-bijeenkomst in Boston, Massachusetts.