Zonder mechische kleppen te gebruiken gassen een bepaalde richting op laten stromen. Dat is mogelijk door specifieke moleculen te gebruiken, die deeltjes met nano-afmetingen doorlaten. Dit schrijven NWO-onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam deze week in het toonaangevende online wetenschapstijdschrift PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA).

Om een gas een bepaalde richting op te sturen, worden mechanische kleppen gebruikt. In een nanotechnologische toepassing kan het belangrijk zijn dat materiaal in een bepaalde richting stroomt zonder dat daar mechanische onderdelen voor nodig zijn. Dit vereist een materiaal waarin de diffusie van de geadsorbeerde stoffen niet alleen anisotroop is - de diffusiecoëfficiënt voor à©à©n bepaalde richting is veel groter dan in een andere richting, maar ook dat deze anisotropie omdraait als de omstandigheden veranderen.

David Dubbeldam heeft met moleculaire simulaties laten zien dat bepaalde nanoporeuze moleculen deze eigenschappen hebben. Nanoporeuze moleculen hebben 'gaten' en 'holtes' die deeltjes met nano-afmetingen door kunnen laten. Bij bepaalde zeolieten verandert de voorkeursrichting voor diffusie als functie van de druk. Bij lage druk gaan de moleculen voornamelijk rechtdoor. Als de druk wordt verhoogd, bewegen de moleculen zich voornamelijk zijwaarts.

Computer zoekt ideaal materiaal

Dubbeldam wil met zijn onderzoek antwoord geven op de vraag hoe de structuur van een nanoporeus materiaal de diffusiecoëfficiënt van geadsorbeerde moleculen verandert. Als het aantal moleculen in het materiaal toeneemt, blijkt de diffusiecoëfficiënt soms toe te nemen.

Om te begrijpen waarom dit gebeurt, ontwikkelde de scheikundige speciale moleculaire simulatietechnieken. Omdat deze simulaties inzicht geven in het onderliggende diffusiemechanisme, kunnen de onderzoekers via de computer materialen met bepaalde eigenschappen zoeken.

Dit onderzoek wordt ondersteund door het NWO-gebied Chemische Wetenschappen middels een PIONIER subsidie van prof. dr. ir. B. Smit.

bron:NWO