Récapitulatif
Une équipe internationale de chercheurs s'est inspirée du projet Computing for Clean Water pour effectuer une série de simulations supplémentaires, en utilisant un modèle légèrement différent et en étudiant la diffusion des molécules d'oxygène ainsi que des molécules d'eau. Découvrez leurs résultats, qui ont validé le travail effectué sur World Community Grid, dans cet article.
Contexte
Le projet Computing for Clean Water a été créé pour fournir des informations plus approfondies sur le débit d'eau à l'échelle moléculaire à travers une nouvelle classe de matériaux filtrants. Grâce aux millions d'expériences virtuelles que l'équipe a pu exécuter sur World Community Grid, ils ont découvert les conditions dans lesquelles l'eau peut passer à travers de minuscules nanotubes de carbone beaucoup plus efficacement. Cette compréhension révolutionnaire d'un processus physique fondamental pourrait aider à améliorer l'accès à l'eau potable pour des millions de personnes grâce à une filtration et un dessalement de l'eau plus efficaces, et pourrait également avoir des applications dans l'énergie propre et la médecine.
La valeur de la vérification indépendante
Computing for Clean Water a terminé 2017 sur une bonne note, avec une paire de publications de suivi [1,2] inspirées de notre article original sur la nanotechnologie [3], qui a utilisé des données rendues possibles grâce aux efforts de bénévoles.
L'histoire derrière ces articles illustre un point important de la science: la valeur de la vérification indépendante de nouveaux résultats. Dans ce cas, une équipe internationale avec l'auteur principal Eduardo Cruz-Chú à l' ETH Zurich s'est inspirée de nos résultats pour effectuer une série de simulations complémentaires. L'équipe a utilisé un modèle quelque peu différent du débit d'eau et s'est également concentrée sur la diffusion des atomes d'oxygène dans l'eau.
These authors reproduced the main finding of our article, namely the positive impact of phonons (the vibrations of the carbon nanotube atoms induced by thermal energy) on the diffusion of water in nanotubes, and the implications this has for ways to optimize such diffusion through nanotube arrays.
Ces auteurs ont cependant obtenu une amélioration de la diffusion plus petite en utilisant leur modèle que ce que nous avions rapporté dans notre étude. Dans le domaine des simulations de dynamique moléculaire , il est assez courant de voir quelques variations en fonction des détails des modèles utilisés. Nous avons donc fait une série de simulations supplémentaires pour tester la robustesse de nos résultats originaux. Ce que nous avons découvert, c'est que l'effet des phonons sur la diffusion de l'eau est toujours important par rapport à un calcul sans phonons, permettant même une variation considérable de certains des paramètres utilisés dans notre modèle.
Différences entre les études
A significant difference between the two studies concerns the type of diffusion that is being monitored – we only considered water molecules, whereas our colleagues studied also the diffusion of oxygen atoms. Their results suggest that the diffusion of other molecules or ions will be different. This difference is something that we hope to study in future, since it has implications for how effective nanotubes can be in filtering out unwanted molecules and ions, for example salt ions from seawater.
Bien qu'il soit formidable de voir les principaux enseignements de notre étude World Community Grid validés dans cette nouvelle étude et corroborés par nos autres simulations, les deux nouveaux articles rappellent également que des techniques expérimentales doivent encore être développées pour étudier le flux de l'eau dans des nanotubes individuels. En fin de compte, l'arbitre ultime de l'importance de résultats simulés comme le nôtre sera des données expérimentales rigoureuses. Vous pouvez lire notre réponse détaillée au nouvel article ici .
En attendant, nous remercions tous les participants au World Community Grid de Computing for Clean Water d'avoir aidé à obtenir les résultats originaux, qui attirent clairement l'attention de la communauté scientifique.
Références
[1] Eduardo R. Cruz-Chú et al., Nat. Nanotech. 12, 1106–1108 (2017).
[2] Ming Ma et al., Nat. Nanotech. 12, 1108 (2015).
[3] Ming Ma et al., Nat. Nanotech. 10, 692–695 (2015).
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Par: L'équipe Computing for Clean Water |
Traduction de la page du site : https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/viewNewsArticle.do?articleId=550