Che cosa è Nanofluidics?

Nanofluidics è lo studio scientifico di movimento fluido su distanze molto piccole. I fluidi possono fluire attraverso i tubi microscopici pori o che possono essere bloccati anche in caso di grandi molecole intralcio. La distanza a cui oneri elettroni sono separati, detta lunghezza Debye, può essere simile alle dimensioni di un piccolo tubo simile. Quando limitato a piccoli spazi che sono pochi nanometri, di conseguenza, le proprietà fisiche della maggior parte dei fluidi cambiano. I progressi scientifici hanno permesso ai ricercatori di controllare l'attività di fluidi in strutture come i nanotubi di carbonio, e anche costruire dispositivi microscopici nelle applicazioni di nanotecnologie.

Quando elettrizzante una superficie su scala nanometrica, i ricercatori possono creare un doppio strato elettrico in un piccolo foro o passaggio. Lo strato può allungare tutta la larghezza di questo spazio, che cambia tipicamente le proprietà di un fluido rispetto a come agisce in volumi maggiori. Le particelle cariche chiamate ioni sono talvolta utilizzati per controllare la direzione di un liquido, in particolare quando la carica delle particelle è opposta a quella della parete pori.

Un'altra proprietà studiato in nanofluidics è il raggio idrodinamico, che caratterizza tipicamente l'interazione di grandi molecole o polimeri in relazione alla nanoscala proprietà di una soluzione liquida. Acido desossiribonucleico (DNA) è un relativamente grande molecola che trasporta le informazioni genetiche, e che è spesso manipolata in biologia. Insieme con grandi polimeri, può arrotolare su in una forma che può bloccare un piccolo canale. I ricercatori a volte aggiungono materiali e rivestimenti a strutture nanofluidica che possono prevenire tali blocchi.

Ricercatori nanofluidica possono anche controllare spessori di membrana, così come la dimensione dei pori e la spaziatura, in particolare in alluminio. Temperatura, tensione, e l'applicazione di acido sopra determinati periodi di tempo generalmente aiutano a trattare materiali specifici. Scienziati possono utilizzare questi per studiare come i diversi fluidi reagisce dentro. Proprietà liquidi come la velocità, la tensione superficiale, e in quale angolo di un fluido tende a contattare una superficie nanoscala sono spesso studiati.

Una tecnica di stampa chiamato fotolitografia può essere usato per fabbricare strutture utilizzate in nanofluidics. Canali singoli o array di essi possono essere formati su silicio, polimeri, vetro, così come altri materiali tubolari artificiali. Gli scienziati possono utilizzare una proprietà fluidi per controllare il suo movimento, in modo da sostenere un tipo di commutazione per i sistemi digitali. Nanofluidics si applica anche alla costruzione di piccoli transistor, matrici ottiche e sistemi di diagnostica medica basati microchip-. Interazione liquido in circuito nanofluidic può essere incorporato in comandi per sistemi di filtrazione dell'acqua e stoccaggio di energia.