Nanotecnologia reduz o tamanho dos poros em materiais
Os materiais porosos têm orifícios que a água ou outros líquidos podem infiltrar-se através. Materiais que contenham furos de tamanho nano - chamados nanoporos - oferecem algumas possibilidades intrigantes para a maneira em que os poros podem ser usados.
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Muitas substâncias são porosas. Por exemplo, rocha subterrânea porosa (chamado um aquífero) contém espaços vazios que absorvem água. No entanto, uma porção significativa do volume da rocha porosa é sólido, limitando a quantidade de água que possa conter.
Ao tornar o material poroso de nanopartículas, a percentagem do material de que é sólida pode ser reduzida, o que permite que o material nanoporoso para armazenar um gás ou líquido dentro de uma percentagem muito mais elevada do seu volume.
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Se uma substância sólida é cheio de nanoporos, você pode armazenar um grande volume de gás no sólido. Um bom exemplo é aerogéis. Os aerogéis são compostas das nanopartículas separados por nanoporos, que são enchidos com ar. Porque a maior parte do material de aerogel é o ar, o material torna um isolador muito bom.
Outro uso de tamanho de poro reduzido utilizando nano é na concepção de materiais nanoporosas para maximizar a área de superfície interna e personalizar o tamanho das aberturas. Pesquisadores materiais criados chamada quadros de metal-orgânicos (MOF). MOF estão a ser desenvolvidos, por exemplo, para armazenar gases para captar o dióxido de carbono ou para armazenar hidrogénio para o uso de células de combustível.
Tendo uma nanopartícula crivado com nanoporos com o aumento da área de superfície disponível para contacto com gases ou líquidos também podem melhorar a eficácia dos catalisadores. Um catalisador desmonta moléculas envolvidas numa reacção em átomos. Estes átomos podem então reagir com outro tipo de molécula envolvida na reacção para formar o resultado desejado, uma substância química inteiramente diferente.
Quando um catalisador é nanoporoso, os átomos que estão a ser desmontado pode pousar sobre a superfície interior das nanoporos, proporcionando mais área de superfície para o catalisador de desmontar as moléculas e mover-se ao longo da reacção. Estes catalisadores melhorados têm uma melhor capacidade para decompor poluentes do ar, bem como para melhorar eléctrodos utilizados em baterias, o que resulta em aumento da capacidade da velocidade e armazenamento de carga da bateria.
Mais algumas aplicações de nanoporos você pode conferir outras partes deste livro incluem o seguinte:
As membranas contendo nanoporos são usados para filtração de água para reduzir a energia necessária para separar a água a partir de sais de dessalinização da água do mar. Quando os poros são formados com os nanotubos de carbono, as moléculas de água flua facilmente através deles, mas as moléculas de sal maiores não pode passar através.
Pode usar nanoporos para o transporte de protões (iões de hidrogénio) em células de combustível. Os investigadores estão a desenvolver membranas que incluem nanoporos contendo uma solução ácida, o que faz com que seja mais fácil para os iões de hidrogénio passe através da membrana.
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Nanoporos pode ser usado para analisar rapidamente a estrutura do DNA. Quando uma molécula de ADN passa através de um nanoporo que tem uma tensão aplicada através dela, os investigadores podem determinar a estrutura do ADN pelas alterações na corrente eléctrica.
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