Supercomputer voorspelt spontane vorming van dubbele helix van watermoleculen in koolstofnanobuisjes

Opgesloten in een koolstofnanobuisje van 1,35 nm diameter, bij een druk van 40.000 bar en een temperatuur van 250 K, vormen watermoleculen spontaan een dubbele helix die sprekend lijkt op een verkleinde versie van DNA. Dat voorspelt Xiao Cheng Zeng (University of Nebraska-Lincoln) deze week in de online-editie van PNAS.

Als het echt zo werkt, verschaft het nieuwe inzichten in de manier waarop zelfassemblage met waterstofbruggen in zijn werk gaat. Zeng begint te vermoeden dat een dubbele spiraal wel eens een zeer efficiënte manier zou kunnen zijn om moleculen onder hoge druk in een beperkte ruimte op te bergen.

Zeng en zijn groep baseren hun voorspelling op simulaties met de PrairieFire-supercomputer van de universiteit. Proefondervindelijk bewezen is het nog niet. Maar Zeng heeft vijf jaar geleden al eens vier andere soorten nanobuisjes-ijs in elkaar gesimuleerd, en het Argonne-lab bij Chicago heeft het bestaan van drie van de vier achteraf experimenteel kunnen bevestigen.

De nieuwe simulaties zijn uitgevoerd op een opgevoerde PrairieFire, die 20 keer zo veel rekenkracht heeft als vijf jaar geleden. Daardoor werd het voor het eerst mogelijk om het gedrag van de moleculen bij verhoogde druk te simuleren.

De onderzoekers zeggen overigens dat ze zelf nog het meest verbaasd zijn over de resultaten.

bron: University of Nebraska