Intercambio entre agua y gas dentro de nanotubos

Científicos de la Universidad Metropolitana de Tokio y del Instituto de Investigación en Nanotecnología del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada (AIST) de Japón han demostrado, conjuntamente, la adsorción de moléculas de agua en nanotubos de carbono de pared sencilla (SWCNT) en diferentes atmósferas de gas y descubrieron el fenómeno de “transición de intercambio”.

La “transición de intercambio”, caracterizada como un intercambio entre moléculas de agua en el interior de los SWCNT y las moléculas del gas en la atmósfera, se verificó para siete tipos de gas: argón, criptón, oxígeno, nitrógeno, metano, etano y dióxido de carbono. Las condiciones para que se produzca la transición de intercambio dependen del tipo de gas. Por ejemplo, con el metano a 1 atmósfera y -30°C o menos, las moléculas de agua son expulsadas de los nanotubos de carbono y reemplazadas por moléculas de metano. Por el contrario, cuando se utilizó helio, hidrógeno o neón, las moléculas de agua permanecieron estables en el interior de los nanotubos de carbono a temperaturas de -170°C o por debajo (Figura 1). Utilizando este fenómeno, los nanotubos de carbono de pared sencilla rellenos de agua se pueden utilizar como una nanoválvula selectiva de moléculas.

Además, el cambio repentino en la resistencia eléctrica de la lámina de nanotubos de carbono debido a la transición de intercambio se puede utilizar para crear un nuevo sensor de gas que permite la selección de gases sin ningún tratamiento químico especial, ni recubrimiento o similar. La Universidad Metropolitana de Tokio y el AIST planean llevar a la práctica el sensor de gas y la nanoválvula selectiva de moléculas e invitar a empresas con tecnologías relacionadas a que participen.

Fuente: AIST