Открытие позволит точнее контролировать перенос вещества и энергии на наноуровне и найдет применение при создании новых материалов и нанотехнологий, сообщили ученые из Рурского университета Бохума в Германии.
Исследователи выяснили, что свет замедляет движение углеродных нанотрубок в воде. В ходе экспериментов они наблюдали за нанотрубками под микроскопом и обнаружили, что по мере увеличения интенсивности освещения скорость их диффузии снижается.
Авторы работы объяснили этот эффект взаимодействием между электронными возбуждениями внутри нанотрубок и молекулами воды. Электронные импульсы передают окружающей жидкости часть заряда и создают дополнительное сопротивление движению.
Ученые также провели компьютерное моделирование процессов на границе между твердым телом и жидкостью. Расчеты показали, что колебания дипольных моментов в нанотрубках напрямую взаимодействуют с коллективными движениями молекул воды.
Кроме того, в университете использовали терагерцовую спектроскопию и в режиме реального времени проследили, как после возбуждения электронных состояний нанотрубок вода рассеивает энергию и создает трение. Вода играет в этом процессе активную роль, а не служит только растворителем.
По словам ученых, возможность управлять трением с помощью света открывает новые перспективы для разработки материалов и устройств, в которых необходимо точно контролировать движение частиц и транспорт веществ на сверхмалых расстояниях.
