Sciencemag.cz
Doporučujeme
Až 250 km v hodině se mohou pohybovat kapky vody na grafenu, a to bez jakéhokoliv vynaložené energie, pouze na základě fyzikálního gradientu.
Grafen je pochopitelně hydrofóbní, nicméně skupina vědců z ETH Zürich, University of Illinois (Chicago) a Dánské technické univerzity vytvořila povrch grafenu tak, aby jeho hydrofobnost (smáčitelnost vodou) byla různá a plynule se měnila. Miniaturní kapičky vody, z nichž každá obsahovala jen asi 1 500 molekul, smáčely povrch pod různými úhly (tj. k hydrofilnější části přilnuly těsněji), což vyvolalo pohyb. Vzor na grafenu nebo jiném povrchu by tak mohl být využíván pro transport vody/rozpuštěných látek, což by mohlo umožnit velmi přesné dodávání léků na místo určení i výrobu v nanoměřítku, kdy budeme chtít dostat na přesně určené místo třeba jen několik molekul.
V přírodě podobné mechanismy využívají rostliny ke sběru vody, ale i naopak k odpuzování dalších látek – k samočištění. Princip by mohl být využitelný i filtraci vody, při odvádění tepla kapalinou, snad i pří výrobě elektřiny. Grafen nepředstavuje jedinou možnost. Přímo se nabízí, že by vodu mohla i ve 3D vést jiná hydrofobní modifikace uhlíku, nanotrubičky.
Papadopoulou et al. „Ultrafast Propulsion of Water Nanodroplets on Patterned Graphene.“ ACS Nano. DOI: 10.1021/acsnano.9b00252
Zdroj: Phys.org
Poznámky PH:
Šlo-li o stabilně existující gradient, kapka vody mohla zřejmě stále zrychlovat (až po určitou maximální rychlost danou třením)?
Na principu geometrie povrchu je hydrofóbní např. květ lotosu. Zdá se, že u grafenu půjde o podobný případ, abstrakt na ASC Nano neuvádí nic o tom, že by grafen byl dopován nějakými příměsemi. Jak konkrétně souvisí geometrie a smáčitelnost? (Bereme-li grafen jako 2D vrstvu, jak zde vůbec lze dále manipulovat s geometrií?)
250 km za hodinu nezní jako tolik, ale je to málem 100 metrů za sekundu, srovnejme to s běžnými rychlostmi proudění vody. Navíc menší kapička by kvůli nižšímu tření mohla dosáhnout ještě větší maximální rychlostí.
