I fisici dell'Università di Washington hanno condotto le misurazioni più precise e controllate finora dell'interazione tra gli atomi e le molecole che compongono l'aria e il tipo di superficie di carbonio utilizzata negli elettrodi delle batterie e nei filtri dell'aria, informazioni chiave per migliorare tali tecnologie.

Un team guidato da David Cobden, professore di fisica UW, utilizzato un nanotubo di carbonio, un senza soluzione di continuità, struttura cava di grafite un milione di volte più sottile di una cannuccia, che funge da transistor per studiare cosa succede quando gli atomi di gas entrano in contatto con la superficie del nanotubo. I loro risultati sono stati pubblicati a maggio sulla rivista Fisica della natura .

Cobden ha detto che lui e i suoi coautori hanno scoperto che quando un atomo o una molecola si attacca al nanotubo una piccola frazione della carica di un elettrone viene trasferita alla sua superficie, con conseguente variazione misurabile della resistenza elettrica.

"Questo aspetto degli atomi che interagiscono con le superfici non è mai stato rilevato in modo univoco prima, " disse Cobden. "Quando molti atomi sono attaccati al minuscolo tubo allo stesso tempo, le misure rivelano le loro danze collettive, comprese le grandi fluttuazioni che si verificano durante il riscaldamento analogo all'ebollizione dell'acqua."

Le batterie al litio coinvolgono gli atomi di litio che si attaccano e trasferiscono le cariche agli elettrodi di carbonio, e nei filtri a carboni attivi, le molecole si attaccano alla superficie di carbonio da rimuovere, Ha spiegato Cobden.

"Varie forme di carbonio, compresi i nanotubi, sono considerati per lo stoccaggio dell'idrogeno o di altri combustibili perché hanno un'enorme superficie interna a cui le molecole di carburante possono aderire. Però, queste situazioni tecnologiche sono estremamente complesse e difficili da rendere precise, misurazioni nette su."

Questo lavoro, Egli ha detto, ha portato alle misurazioni più precise e controllate di queste interazioni mai effettuate, "e consentirà agli scienziati di apprendere nuove cose sull'interazione di atomi e molecole con una superficie di carbonio, " importante per migliorare le tecnologie, comprese le batterie, elettrodi e filtri dell'aria.