D'abord, selon les ingénieurs de l'Université Rice, obtenir un trou de nanotube. Insérez ensuite de l'eau. Si le nanotube a juste la bonne largeur, les molécules d'eau s'aligneront dans une tige carrée.

Le scientifique des matériaux du riz Rouzbeh Shahsavari et son équipe ont utilisé des modèles moléculaires pour démontrer leur théorie selon laquelle les faibles forces de van der Waals entre la surface interne du nanotube et les molécules d'eau sont suffisamment fortes pour mettre en place les atomes d'oxygène et d'hydrogène.

Shahsavari a qualifié le contenu de « glace bidimensionnelle, " parce que les molécules gèlent quelle que soit la température. Il a déclaré que la recherche fournit des informations précieuses sur les moyens de tirer parti des interactions atomiques entre les nanotubes et les molécules d'eau pour fabriquer des nanocanaux et des nanocondensateurs de stockage d'énergie.

Un article sur la recherche paraît dans la revue American Chemical Society Langmuir .

Shahsavari et ses collègues ont construit des modèles moléculaires de nanotubes de carbone et de nitrure de bore avec des largeurs réglables. Ils ont découvert que le nitrure de bore est le meilleur moyen de contraindre la forme de l'eau lorsque les nanotubes mesurent 10,5 angströms de large. (Un angström équivaut à un cent millionième de centimètre.)

Les chercheurs savaient déjà que les atomes d'hydrogène dans l'eau étroitement confinée acquièrent des propriétés structurelles intéressantes. Des expériences récentes menées par d'autres laboratoires ont montré des preuves solides de la formation de glace de nanotubes et ont incité les chercheurs à construire des modèles de théorie fonctionnelle de la densité pour analyser les forces responsables.

L'équipe de Shahsavari a modélisé des molécules d'eau, qui font environ 3 angströms de large, à l'intérieur de nanotubes de carbone et de nitrure de bore de différentes chiralités (les angles de leurs réseaux atomiques) et d'un diamètre compris entre 8 et 12 angströms. Ils ont découvert que les nanotubes dans les diamètres moyens avaient le plus d'impact sur l'équilibre entre les interactions moléculaires et la pression de van der Waals qui a provoqué la transition d'un tube d'eau carré à la glace.

"Si le nanotube est trop petit et que vous ne pouvez y mettre qu'une seule molécule d'eau, tu ne peux pas trop juger, " Shahsavari a dit. " Si c'est trop grand, l'eau garde sa forme amorphe. Mais à environ 8 angströms, la force van der Waals des nanotubes commence à pousser les molécules d'eau dans des formes carrées organisées."

Il a déclaré que les interactions les plus fortes ont été trouvées dans les nanotubes de nitrure de bore en raison de la polarisation particulière de leurs atomes.

Shahsavari a déclaré que la glace nanotube pourrait être utilisée dans les machines moléculaires ou comme capillaires à l'échelle nanométrique, ou favoriser les moyens de délivrer quelques molécules d'eau ou de médicaments séquestrés aux cellules ciblées, comme une seringue nanométrique.