An article published in Physical Review E and conducted by Spanish researchers at the universities of Granada and Barcelona might lead to a revolutionary change in water desalination and filtration methods.
Researchers at the universities of Granada and Barcelona have described for the first time the diffusion of liquid water through nanochannels in molecular terms; nanochannels are extremely tiny channels with a diameter of 1-100 nanometers that scientists use to study the behavior of molecules (nm. a unit of length in the metric system equal to one billionth of a meter that is used in the field of nanotechnology).
This study might have an important impact on water desalinization and filtration methods. Two articles published in Science state that the introduction of graphene membranes and carbon nanolayers will revolutionize water desalinization and filtration processes, as water diffuses rapidly through these materials when their pores are 1nm in diameter.
Liquid water exhibits a range of unusual properties that other chemical compounds do not have: up to 65 abnormalities. Some of these abnormalities have been known for 300 years, as the fact that water expands below 4ºC.
Many of the abnormalities found in water have a dynamic nature -e.g. water molecules move faster as density increases-, as a result of the properties of the hydrogen bond networks that form between water molecules; hydrogen bonds lead to the formation of tetrahedral structures wherein a central atom is located at the center with four molecules located at the corners. However, this geometrical structure changes with pressure and temperature and, until now, changes in the molecular structure and properties of liquid water had not been described.
A Mystery to Solve
Particularly confusing are the results on the diffusion of water confined between two hydrophobic plates. Neither experiments nor computer-based models have clarified whether confinement increases or reduces the mobility of water molecules. However, it seems that the mobility of water molecules relies on ducts having a diameter above or below 1nm.
In a study published in the prestigious journal Physical Review, professors Francisco de los Santos Fernández (University of Granada) and Giancarlo Franzese (University of Barcelona) described the behavior of water confined between two hydrophobic plates. In their study, Franzese and Fernandez used models to demonstrate that the diffusion of nanoconfined water is unusually fast, as a result of the competition between the formation and breaking of hydrogen bonds, and the free volume available for cooperative molecule rearrangement.
In nanochannels above 1 nm in diameter, macroscopic diffusion of water only occurs if there is a cooperative rearrangement of molecules, which leads to HB breaking within a cooperative region of 1nm in size. On the other hand, diffusion increases in nanochannels below 1 nm, as fewer HBs need to be broken. Thus, this study proves that the interplay between hydrogen bond breaking and cooperative rearranging within regions of 1-nm determine the macroscopic properties of water.
More information: F. de los Santos and G. Franzese, Phys. Rev. E 85, 010602(R) (2012). http://link.aps.or … vE.85.010602
Provided by University of Granada
Descargar
La presente política de cookies tiene por finalidad informarle de manera clara y precisa sobre las cookies que se utilizan en la página web de la Universidad de Granada.
¿Qué son las cookies?
Una cookie es un pequeño fragmento de texto que los sitios web que visita envían al navegador y que permite que el sitio web recuerde información sobre su visita, como su idioma preferido y otras opciones, con el fin de facilitar su próxima visita y hacer que el sitio le resulte más útil. Las cookies desempeñan un papel muy importante y contribuyen a tener una mejor experiencia de navegación para el usuario.
Tipos de cookies
Según quién sea la entidad que gestione el dominio desde dónde se envían las cookies y se traten los datos que se obtengan, se pueden distinguir dos tipos: cookies propias y cookies de terceros.
Existe también una segunda clasificación según el plazo de tiempo que permanecen almacenadas en el navegador del cliente, pudiendo tratarse de cookies de sesión o cookies persistentes.
Por último, existe otra clasificación con cinco tipos de cookies según la finalidad para la que se traten los datos obtenidos: cookies técnicas, cookies de personalización, cookies de análisis, cookies publicitarias y cookies de publicidad comportamental.
Para más información a este respecto puede consultar la Guía sobre el uso de las cookies de la Agencia Española de Protección de Datos.
Cookies utilizadas en la web
A continuación se identifican las cookies que están siendo utilizadas en este portal así como su tipología y función.
La página web de la Universidad de Granada utiliza Google Analytics, un servicio de analítica web desarrollada por Google, que permite la medición y análisis de la navegación en las páginas web. En su navegador podrá observar cookies de este servicio. Según la tipología anterior se trata de cookies propias, de sesión y de análisis.
A través de la analítica web se obtiene información relativa al número de usuarios que acceden a la web, el número de páginas vistas, la frecuencia y repetición de las visitas, su duración, el navegador utilizado, el operador que presta el servicio, el idioma, el terminal que utiliza y la ciudad a la que está asignada su dirección IP. Información que posibilita un mejor y más apropiado servicio por parte de este portal.
Para garantizar el anonimato, Google convertirá su información en anónima truncando la dirección IP antes de almacenarla, de forma que Google Analytics no se usa para localizar o recabar información personal identificable de los visitantes del sitio. Google solo podrá enviar la información recabada por Google Analytics a terceros cuanto esté legalmente obligado a ello. Con arreglo a las condiciones de prestación del servicio de Google Analytics, Google no asociará su dirección IP a ningún otro dato conservado por Google.
Por último, se descarga una cookie denominada cookie_agreed, propia, de tipo técnico y de sesión. Gestiona el consentimiento del usuario para el uso de las cookies en la página web. El objetivo es recordar aquellos usuarios que las han aceptado y aquellos que no, de modo que a los primeros no se les muestre información en la parte inferior de la página al respecto.
Cómo modificar la configuración de las cookies
Usted puede restringir, bloquear o borrar las cookies de la Universidad de Granada o cualquier otra página web, utilizando su navegador. En cada navegador la operativa es diferente, la función de 'Ayuda" le mostrará cómo hacerlo.