Si está conduciendo un nanocoche en la carretera abierta, es probable que las cosas se pongan pegajosas.
Los investigadores de la Universidad de Rice que desarrollaron los primeros nanocoches y sus colegas de la Universidad Estatal de Carolina del Norte encontraron en pruebas recientes que conducir sus vehículos en condiciones ambientales, expuestos al aire libre, en lugar de al vacío, se volvió arriesgado después de un tiempo porque el sencillo hidrofóbico-Moléculas de automóviles se pegaron a la "carretera" y crearon lo que equivalía a grandes badenes
Los hallazgos se informaron en la American Chemical Society Revista de química física C .
El trabajo del químico de Rice James Tour, el químico analítico de NC State Gufeng Wang y sus colegas se produjo cuando Rice se preparaba para participar en la primera NanoCar Race en Toulouse, Francia, en octubre. Los investigadores de Rice son miembros de uno de los cinco equipos internacionales queplanea participar en la competencia.
Al igual que en el mundo macro, las condiciones de conducción son importantes para los nanocoches en movimiento. Aunque la carrera se llevará a cabo en un vacío ultrafrío, los investigadores de Rice pensaron que sería prudente estudiar cómo le iría a su último modelo de nanocoches de una manera más naturalajuste.
"Nuestro objetivo a largo plazo es fabricar nanomáquinas que operen en entornos ambientales", dijo Tour. "Ahí es cuando mostrarán el potencial para convertirse en herramientas útiles para la medicina y la fabricación de abajo hacia arriba".
La generación más nueva de nanocoches Rice cuenta con ruedas de adamantano que son ligeramente hidrofóbicas repelentes al agua. Tour dijo que es importante que exista cierta hidrofobicidad para ayudar a mantener los nanocoches adheridos a una superficie, pero si los neumáticos son demasiado hidrofóbicos, los autos podrían volverse permanentementeinmovilizado. Eso se debe a que las cosas hidrófobas tienden a pegarse para minimizar la cantidad de área de superficie que está en contacto con el agua. Las cosas que son hidrófilas o que les gusta el agua son más fáciles de flotar libremente en el agua, dijo Tour.
En las últimas pruebas de Rice con los nuevos neumáticos, los nanocoches se colocaron sobre superficies que eran de vidrio limpio o de vidrio recubierto con el polímero polietilenglicol PEG. El vidrio es el sustrato más utilizado en la investigación de nanocoches. Tour dijo el PEGSe utilizaron portaobjetos de vidrio recubiertos por sus propiedades antiincrustantes no pegajosos, mientras que los portaobjetos de vidrio limpios se trataron con peróxido de hidrógeno para que las ruedas hidrófobas no se pegaran.
Dijo que los autos no estaban siendo conducidos sino sometidos a "difusión dirigida" en las pruebas. El punto, dijo, era establecer la cinética del movimiento de los nanocoches y comprender la interacción de la superficie de energía potencial entre el automóvil y la superficie sobrehora.
"Queremos saber qué hace que un nanocoche 'pise los frenos' y cuánta energía externa necesitamos aplicar para que comience a moverse nuevamente", dijo.
Los investigadores dejaron que sus coches corrieran libremente sobre una superficie sólida expuesta al aire y siguieron sus movimientos mediante excitantes etiquetas fluorescentes incrustadas.
Los carros que se movían a través de la difusión browniana se ralentizaron durante las 24 horas que los toboganes estuvieron bajo observación. Tour dijo que los toboganes absorbieron moléculas del aire; a medida que más y más de estas moléculas se adhieren a la superficie, los toboganes se vuelven progresivamente más "sucios"a lo largo del experimento. Cada nanocoche es una molécula única y compleja que contiene solo unos pocos cientos de átomos, por lo que cualquier otra molécula que encuentre en la carretera es un enorme obstáculo que actúa como espuma pegajosa. Cada colisión con una de estas obstrucciones hace que el nanocoche sea más lentoabajo, y eventualmente los autos se atascan permanentemente.
Wang dijo que desde una perspectiva energética, es decir, la relación energética entre los coches moleculares y los que forman la carretera, las moléculas adsorbidas del aire generan muchos pozos de energía potencial, como charcos en la superficie de energía potencial.los charcos pueden ralentizar o atrapar permanentemente los nanocoches.
Las pruebas mostraron que casi el doble de los autos parecían moverse sobre los toboganes antiadherentes PEG, y todos se movían un poco más rápido que los del vidrio desnudo.
Los investigadores notaron que no podían ver los nuevos modelos con microscopios de túnel de barrido porque solo funcionan en el vacío y emiten energía que podría influir en el movimiento de los autos. Por esta razón, los investigadores etiquetaron cada nanocoche con un marcador fluorescente yusó microscopios confocales para rastrear los movimientos de los autos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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