Химики нашли квадратные водные нанотрубки внутри круглых углеродных

Продемонстрировали результаты компьютерного моделирования, что вода внутри углеродных и борнитридных нанотрубкок диаметром около одного нанометра может формировать упорядоченную структуру, геометрией то же с цилиндрической. Каждое сечение данных водных нанотрубок имеет форму квадрата и состоит из 4 молекул воды. Такие цепочки можно рассматривать как двумерный лед и применять их превращения углеродных нанотрубок в своеобразные наноконденсаторы, пишут исследователи в Langmuir. Углеродные нанотрубки представляют собой свернутые в цилиндр листы графена -гексагональные листы из атомов углерода толщиной в один атом. Диаметр данных цилиндров как правило очень маленький -от пары ангстрем до нескольких нанометров. Из-за этого, если углеродную нанотрубку в воду поместить, то какое-то воды туда количество молекул, конечно, влезет, но будет их там вовсе немного -всего несколько штук в каждом сечении цилиндра.

Из-за того, что данных молекул там мало, они в упорядоченную структуру выстраиваются, ковалентными или водородными связями в которой атомы связаны между собой. Определяет и свойства структура воды нанотрубки в растворе молекул: к примеру, насколько неплохо она будет пропускать через себя те или другие ионы -протоны или более массивные катионы металлов. А от этого напрямую зависит и возможность применять нанотрубки для создания тех или других наноматериалов. Известно, что структура, выстраиваются воды внутри нанотрубки молекулы в которую, геометрией системы и теми силами определяется, стенок атомов действуют на них со стороны которые, и т.о от их радиуса зависит, но детали этой зависимости до сегодняшнего дня оставались неизученными. Так как с достаточной почти невозможно сделать это экспериментально точностью, группа химиков из США и Ирана под руководством Рузбе Шахсавари из Университета Райса использовала для такого изучения компьютерное моделирование, в котором описала исходя из первых принципов химическую и электронную структуру воды внутри нанотрубок диаметром от 0,8 до 1,2 нанометра. Оказалось, что в зависимости от радиуса углеродной нанотрубки молекулы воды на самом деле могут формировать внутри нее разные структуры.

Нанотрубок не слишком углеродных огромен при том если диаметр, то молекулы воды внутри них то же собираются в цилиндр и образуют еще одну нанотрубку, водную. Структуры в отличие от внешней углеродной, трубка из воды не круглая в сечении, а квадратная, так как из 4 молекул состоит. К повышению устойчивости приводит синхронизация вандерваальсового давления со стороны и энергией колебательных фононов в водной структуре.