カリフォルニア大学バークレー校の研究者からの新しい研究では、カーボンナノチューブが水と愛/憎しみの関係を持っていることがわかりました。一方では、それらは疎水性であり、水を撃退することを意味します。一方、彼らはまた、水分子を一緒に保持する結合である水素結合に対する強い魅力を持っています。
この愛と憎しみの関係は、水ベースの環境でのカーボンナノチューブの使用に多くの意味を持っています。たとえば、カーボンナノチューブを使用して耐水性材料を作成できることを意味します。ただし、カーボンナノチューブは水によって損傷する可能性があることも意味します。
研究者は、炭素ナノチューブの疎水性性は、表面に炭素炭素結合が存在するためであることを発見しました。これらの結合は非極性であり、純電気電荷を持っていないことを意味します。その結果、それらは水分子と強く相互作用しません。
一方、水素結合に対する炭素ナノチューブの魅力は、表面に酸素原子の存在によるものです。これらの酸素原子は極性であるため、正味の電荷があることを意味します。その結果、水分子と水素結合を形成できます。
カーボンナノチューブと水との相互作用の強度は、ナノチューブ表面上の炭素と酸素原子の相対的な割合に依存します。炭素原子が多いほど、ナノチューブが疎水性が高くなります。酸素原子が多いほど、ナノチューブがより親水性になります。
研究者は、彼らの発見が水ベースの用途向けのカーボンナノチューブの設計を改善するのに役立つと言います。炭素ナノチューブと水の間の相互作用を理解することにより、科学者は、目的の用途に応じて、より疎水性またはより親水性のナノチューブを設計できます。
この研究は、Nature Materials誌に掲載されました。
