Una molecola d'acqua conferisce polarità elettrica alla sfera di fullereni che la circonda, permettendo alla struttura di essere guidata da un campo elettrico, anche se rimane elettricamente neutro. Credito:Focus di fisica / F. L. Bowles/Univ. della California, Davis
(Phys.org) — I ricercatori Baoxing Xu e Xi Chen, lavorando alla Columbia University, hanno creato una simulazione al computer che mostra che è possibile manipolare il movimento di un fullerene da 60 atomi, con una molecola d'acqua intrappolata al suo interno, utilizzando una carica elettrica. Descrivono la loro simulazione e i risultati nel loro articolo pubblicato su Lettere di revisione fisica .
Due anni fa, I ricercatori giapponesi Kei Kurotobi e Yasujiro Murata hanno trovato un modo per incorporare una molecola d'acqua in un fullerene (buckeyball) da 60 atomi:l'hanno aperto, inserito una singola molecola d'acqua, poi lo richiuse di nuovo, intrappolando efficacemente la molecola d'acqua all'interno:la chiamavano H 2 O@C 60 . In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno creato una simulazione al computer che, secondo loro, mostra cosa accadrebbe se una tale molecola fosse posta all'interno di un nanotubo e sottoposta a una carica elettrica. I loro sforzi mostrano, dicono, che farebbe muovere il fullerene (e la molecola d'acqua), in questo caso attraverso un canale.
David Lindley, in un articolo per il sito dell'American Physical Society Fisica , afferma che la simulazione creata dai due ricercatori tiene conto di tutte le proprietà note di H 2 O@C 60 e osserva che la simulazione tratta la molecola come una singola entità.
Dopo aver incorporato la molecola d'acqua all'interno del fullerene, i ricercatori hanno simulato di inserire la nuova struttura all'interno di un nanotubo di carbonio, essenzialmente creando un canale per consentire il movimento del fullerene insieme al suo carico di molecole d'acqua. Hanno quindi applicato una carica elettrica parallela al nanotubo. Così facendo, i ricercatori hanno scoperto, ha fatto sì che il fullerene si muovesse all'interno del canale (e la molecola d'acqua all'interno ruotasse), portando con sé il suo carico. Normalmente, l'applicazione di una carica elettrica alle molecole d'acqua non le fa muovere (perché sono cariche in modo neutro), ma si verifica un movimento guidato dalla temperatura noto come librazione.
Nella simulazione invece, l'incorporazione di una molecola d'acqua in un fullerene consente di farla passare attraverso un canale utilizzando corrente elettrica, aprendo la possibilità di creare fullereni che trasportano altre sostanze chimiche attraverso i nanotubi, un processo che potrebbe rivelarsi utile per applicazioni come la somministrazione di farmaci terapeutici a parti del corpo malate, Per esempio.
interessante, i ricercatori hanno scoperto che se la carica veniva aumentata a 0,065 volt per angstrom, la direzione di movimento nel canale è stata invertita, anche se non sanno spiegare perché.
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