عبور مولکول‌های آب در نانوکانال‌ها بدون افت فشار قابل ملاحظه

فاطمه ابراهیمی از دانشگاه بیرجند با همکاری محمد سهیمی از دانشگاه کالیفرنیا با انجام شبیه‌سازی روی نانوشکاف میان دو نانولوله‌کربنی نشان دادند که جابه‌جایی مولکول‌های آب در این نانوکانال بدون افت فشار قابل انجام است. این یافته‌ها می‌تواند در ساخت ادوات میکروسیالی نظیر آزمایشگاه روی تراشه مورد استفاده قرار گیرد.

 

دکتر فاطمه ابراهیمی دانشگاه بیرجند  با همکاری پژوهشگری از دانشگاه کالیفرنیای جنوبی نشان دادند که جریان آب می‌تواند تحت شرایط مناسب بدون افت قابل ملاحظه فشار از طریق ایجاد یک پل متشکل از مولکول‌های آب در شکاف نانومقیاس بین دو نانولوله کربنی منتقل شود.

در این پروژه که  با همکاری محمد سهیمی و فاطمه ابراهیمی انجام شد، از روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی برای انجام محاسبات مربوط به این فرآیند استفاده شد. نتایج این پروژه نشان می‌دهد که تحت شرایط و طراحی مناسب، آب می تواند بدون افت فشار قابل ملاحظه از طریق ایجاد یک پل در شکاف نانومقیاس بین دو نانو لوله کربنی منتقل شود.

علاوه‌براین، نتایج محاسبات انجام شده در این پژوهش نشان می دهد که در محدوده بزرگی از تغییرات پهنای شکاف، مقاومت هیدرودینامیکی پل آبی تقریباً ثابت است. شکل کلی پل آبی استوانه‌ای نیست و در گذر زمان مرتباً تغییر می‌کند. پژوهشگران با استفاده از شبیه‌سازی نشان دادند که هدایت هیدرودینامیکی یک پل خم شده بین دو نانولوله کربنی غیرهم خط با افزایش زاویه انحراف بین دو نانو لوله سریعاً کاهش می یابد.

این محققان پیش‌بینی می‌کنند، ویژگی‌های یادشده احتمالا کاربردهایی در طراحی ابزارهای نانو-فلوئیدیک جدید، ساخت غشاهای نانومقیاس با اجزای قابل جداسازی و همچنین ساخت حسگرهای آب در مقیاس نانومتری داشته باشد.