Pixabay License. Volné pro komerční užití

Více otvorů v sítu nemusí zvýšit průtok kapaliny

Je to paradoxní, ale více stejně velkých otvorů (pórů) v sítu nemusí znamenat, že jím proteče více kapaliny – alespoň v nanoměřítku. Takové výsledky alespoň dávají pokusy s průchodem vody přes membránu z oxidu grafenu. Vědci z University of New South Wales (Sydney), University of Duisburg-Essen, GANIL (Francie) a Toyota Technological Institute došli k závěru, že překvapivě velkou roli hrají také chemické vlastnosti membrány a povrchové napětí kapaliny.
I když je oxid grafenu silný jedinou vrstvu (poznámka: atomy kyslíku a tu a tam vodíku jsou nad rovinou, struktura není tak plochá jako grafen), u konkrétního póru záleží především na tom, zda je jeho místní chemie hydrofobní nebo hydrofilní. V prvním případě i jediná vrstva hydrofobního materiálu může způsobit, že voda neproteče. Více děr může být dokonce spojeno s růstem hydrofobity, takže může nastat i situace, kdy další propíchávání membrány průtok vody zpomalí.
V membránách z oxidu grafenu se také paradoxním způsobem projevuje povrchové napětí. Zatímco koheze molekul vody normálně vodu „táhne“ (viz třeba pohyb kapilárou proti gravitaci), zde povrchové napětí průtoku brání. „Když uzavřete vodu v nejmenších možných kapilárách o velikosti pouhých několika atomů, molekuly vody se přitahují natolik, že vytvoří těsnou síť. Bez dalšího narušení je tato síť tak silná, že nedovolí molekulám uvolnit se a projít sítem,“ uvádí hlavní autor studie Tobias Foller z UNSW. Zvýšit počet otvorů je (může být) pak opět samo o sobě k ničemu.
Výsledky mají význam např. z hlediska technologií filtrace vody; stojí jistě za to prozkoumat, co z toho platí pouze pro oxid grafenu a co v nanoměřítku obecně.

Tobias Foller et al, Mass Transport via In-Plane Nanopores in Graphene Oxide Membranes, Nano Letters (2022). DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c01615
Zdroj: University of New South Wales / Phys.org

Vysvětlili, jak speciální molekula chrání hlubokomořské organismy před vysokým tlakem

Trimethylamin N-oxid pod lupou. Víme, že chladomilné organismy brání své vodě ve zmrznutí pomocí různých …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close