سرعت عبور سیالات از درون نانولولههای کربنی چهارتا پنج برابر بیش از مقداری است که توسط تئوری جریان سیال پیشبینی میشد. Hinds و همکارانش در دانشگاه Kentucky و مرکز تحقیقات کاربردی انرژی Kentucky، سرعت عبور آب و تعدادی حلال آلی را از درون غشایی متشکل از نانولولههای چنددیواره منظم اندازه گرفتند. این غشاء شامل ده میلیارد نانولوله کربنی در هر سانتیمتر مربع در یک لایه نازک پلیاستایرن بود. در کارهای قبلی تلاش شده بود تا سرعت عبور سیال از یک نانولوله کربنی واحد در یک کانال میکروسیال اندازهگیری شود.
افزایش سرعت جریان سیال به دلیل نبود اصطکاک
سرعت عبور سیالات از درون نانولولههای کربنی چهارتا پنج برابر بیش از مقداری است که توسط نظریه جریان سیال پیشبینی میشد. هیندز و همکارانش در مرکز تحقیقات کاربردی انرژی دانشگاه کنتاکی، سرعت عبور آب و تعدادی حلال آلی را از درون غشایی متشکل از نانولولههای چنددیواره منظم اندازه گرفتند. این غشا شامل ده میلیارد نانولوله در هر سانتیمتر مربع در یک لایه نازک پلیاستایرن بود. در کارهای قبلی تلاش شده بود تا سرعت عبور سیال از یک نانولوله کربنی واحد در یک کانال میکروسیال اندازهگیری شود.
محققان دریافتند که سرعت عبور سیال از درون نانولولههای کربنی برابر کانالهای زیستی است که امکان انتقال بسیار سریع را فراهم میآورند. آب دارای بیشترین سرعت عبور بود. چنین تصور میشود که این امر به دلیل جهتگیری خودبهخودی مولکولهای آب درون نانولولههای کربنی میباشد. پیوند هیدروژنی میان مولکولهای آب و جاذبه ضعیف میان مولکولهای آب و دیواره نانولوله باعث میشود جریان تقریباً به صورت بدون اصطکاک برقرار گیرد. سرعت عبور حلالهای آلی پایینتر بود که احتمالاً به دلیل برهمکنش مولکولهای آنها با دیواره نانولوله میباشد.
فرآیند تولید نانولولهها این امکان را فراهم میآورد که بتوان آنها را از نظر شیمیایی کنترل کرد. هیندز توضیح میدهد: “فرایند باز کردن انتهای نانولولهها، پیوندهای گرافیتی شکستهای را درست در مرکز ورودی نانولوله ایجاد میکند. ما نشان دادهایم که انتخابگری نانولولهها با تغییر مولکولهای شیمیایی قسمت ورودی تغییر میکند. همچنین مولکولهای شیمیایی مختلفی را در دو طرف غشاء مورد استفاده قرار دادهایم” با استفاده از این کار میتوان از نانولولههای کربنی به عنوان حسگرهای شیمیایی یا زیستی استفاده نمود.
کاربرد احتمالی دیگر این سیستم در دارورسانی پوستی میباشد. از آنجایی که نانولولههای کربنی رسانا میباشند، میتوان میزان ورود دارو را از طریق اعمال یک ولتاژ شیمیایی به یک قسمت از پوست کنترل نمود. هیندز اشاره میکند که یکی از همکاران او در دانشگاه توانسته است در هر روز ۱۰۰ مترمربع از نانولولههای کربنی چنددیواره منظم را رشد دهد. بنابراین میتوان از این غشاها، در مقیاس وسیع، برای جداسازی مواد شیمیایی استفاده نمود.