Un nuovo studio condotto da ricercatori dell’Università della California, Berkeley, ha scoperto che i nanotubi di carbonio hanno un rapporto di amore/odio con l’acqua. Da un lato sono idrofobi, cioè respingono l’acqua. D’altra parte, esercitano anche una forte attrazione per i legami idrogeno, che sono i legami che tengono insieme le molecole d’acqua.
Questa relazione di amore/odio ha una serie di implicazioni per l’uso dei nanotubi di carbonio negli ambienti a base acqua. Ciò significa, ad esempio, che i nanotubi di carbonio possono essere utilizzati per creare materiali resistenti all’acqua. Ciò significa però anche che i nanotubi di carbonio possono essere danneggiati dall’acqua.
I ricercatori hanno scoperto che la natura idrofobica dei nanotubi di carbonio è dovuta alla presenza di legami carbonio-carbonio sulla loro superficie. Questi legami non sono polari, nel senso che non hanno una carica elettrica netta. Di conseguenza, non interagiscono fortemente con le molecole d'acqua.
D'altra parte, l'attrazione dei nanotubi di carbonio verso i legami idrogeno è dovuta alla presenza di atomi di ossigeno sulla loro superficie. Questi atomi di ossigeno sono polari, il che significa che hanno una carica elettrica netta. Di conseguenza, possono formare legami idrogeno con le molecole d'acqua.
La forza dell'interazione tra i nanotubi di carbonio e l'acqua dipende dalle proporzioni relative degli atomi di carbonio e ossigeno sulla superficie dei nanotubi. Più atomi di carbonio ci sono, più idrofobo sarà il nanotubo. Più atomi di ossigeno ci sono, più idrofilo sarà il nanotubo.
I ricercatori affermano che le loro scoperte potrebbero aiutare a migliorare la progettazione dei nanotubi di carbonio per applicazioni a base acquosa. Comprendendo le interazioni tra i nanotubi di carbonio e l'acqua, gli scienziati possono progettare nanotubi che siano più idrofobici o più idrofili, a seconda dell'applicazione desiderata.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Materials.
