La nanotecnología reduce el tamaño de poro en materiales

Los materiales porosos tienen agujeros que el agua u otros líquidos pueden filtrarse a través. Los materiales que contienen agujeros de tamaño nano - llamados nanoporos - ofrecen algunas posibilidades interesantes para la forma en que los poros se puede utilizar.

Muchas sustancias son porosas. Por ejemplo, roca subterránea porosa (llamado un acuífero) contiene huecos que absorben agua. Sin embargo, una parte significativa del volumen de la roca porosa es sólido, lo que limita la cantidad de agua que puede contener.

Al hacer material poroso de las nanopartículas, el porcentaje del material que es sólido puede ser reducido, lo que permite que el material nanoporoso para almacenar un gas o líquido dentro de un porcentaje mucho más alto de su volumen.

Si una sustancia sólida está plagado de nanoporos, puede almacenar un gran volumen de gas en el sólido. Un buen ejemplo es aerogeles. Los aerogeles se componen de nanopartículas separadas por nanoporos que están llenos de aire. Debido a que la mayor parte del material de aerogel es aire, el material hace un muy buen aislante.

Otro uso de la reducción de tamaño de poro usando nano es en el diseño de materiales nanoporosos para maximizar el área superficial interna y personalizar el tamaño de las aberturas. Los investigadores han materiales creados llamada armazones organometálicos (MOF). MOF se están desarrollando, por ejemplo, para almacenar los gases de capturar el dióxido de carbono o para almacenar el hidrógeno para el uso de celdas de combustible.

Tener una nanopartícula plagado de nanoporos con una mayor área de superficie disponible para el contacto con gases o líquidos también puede mejorar la eficacia de los catalizadores. Un catalizador desmonta moléculas que participan en una reacción en átomos. Estos átomos pueden entonces reaccionar con el otro tipo de molécula implicada en la reacción para formar el resultado deseado, una sustancia química completamente diferente.

Cuando un catalizador es nanoporoso, los átomos que han de ser desmontados pueden aterrizar en la superficie interior de los nanoporos, proporcionando más área de superficie para el catalizador de desmontar las moléculas y mover la reacción a lo largo. Estos catalizadores mejorados tienen una mejor capacidad para descomponer los contaminantes del aire, así como para mejorar electrodos utilizados en las baterías, resultando en una mayor capacidad de carga de tasa y el almacenamiento de la batería.

Unos más aplicaciones de nanoporos se puede comprobar en este libro en otros lugares son los siguientes:

• Las membranas que contienen nanoporos se utilizan para la filtración de agua para reducir la energía requerida para separar el agua a partir de sales en la desalinización del agua de mar. Cuando los poros se forman con los nanotubos de carbono, las moléculas de agua fluyen muy fácilmente a través de ellos, pero las moléculas de sal más grandes no pueden pasar a través.

• Puede utilizar nanoporos para el transporte de protones (iones de hidrógeno) en las células de combustible. Los investigadores están desarrollando membranas que incluyen nanoporos que contienen una solución ácida, que hace que sea más fácil para los iones de hidrógeno pasan a través de la membrana.

• Nanoporos se pueden utilizar para analizar rápidamente la estructura del ADN. Cuando una molécula de ADN pasa a través de un nanoporos que tiene un voltaje aplicado a través de ella, los investigadores pueden determinar la estructura del ADN por los cambios en la corriente eléctrica.