p Os jatos de fluido estão ao nosso redor:da impressão a jato de tinta, para o gêiser "Old Faithful" no Parque Nacional de Yellowstone, a jatos cosmológicos com vários milhares de anos-luz de comprimento. p Um pesquisador da Northwestern University com colaboradores da Cambridge University, Universidade de Oxford, e o Centro Nacional de Biotecnología verificaram recentemente a teoria clássica de Landau-Squire no menor jato submerso. O diâmetro de seus jatos estava na faixa de 20 a 150 nanômetros, que é o comprimento de apenas algumas centenas de moléculas de água alinhadas em uma fileira.

p "A taxa de fluxo deste nanojeto está na faixa de dezenas de pico litros por segundo, "disse Sandip Ghosal, professor associado de engenharia mecânica e (por cortesia) ciências da engenharia e matemática aplicada na McCormick School of Engineering and Applied Science da Northwestern. "Neste ritmo, se você tivesse começado a encher uma garrafa de refrigerante de dois litros na época em que a primeira pirâmide estava sendo construída no Egito, a garrafa estaria meio cheia agora. "

p Um artigo que descreve a pesquisa, "Um Nanojet Landau-Squire, "foi publicado em 14 de outubro na revista Nano Letras .

p O nanojato é projetado em torno de um nano capilar de vidro, "que os pesquisadores fabricaram aquecendo um capilar de vidro comum - um tubo de vidro oco - com um laser e puxando-o suavemente até que se quebrasse, criando uma dica fina. Os pesquisadores aplicaram uma voltagem elétrica através do capilar, que foi submerso em uma solução de sal para criar um fluxo eletroosmótico que emergiu como um jato.

p Para medir a corrente de jato, os pesquisadores construíram um minúsculo anemômetro - um dispositivo parecido com um moinho de vento usado para medir a velocidade do vento - com uma conta de poliestireno com menos de um quinquagésimo da largura de um cabelo humano. A conta foi mantida no lugar por uma "armadilha óptica, "um feixe de laser com foco fino que serviu de fuso para o minúsculo anemômetro. Quando o cordão foi posicionado na frente do jato, ele girou, e uma câmera de vídeo captava pequenas flutuações de luz de uma covinha na conta.

p A nova técnica de anemometria permitiu aos pesquisadores mapear os campos de vorticidade e velocidade do nanojato e compará-los aos previstos pela solução clássica de Landau-Squire das equações de Navier-Stokes, as equações de 200 anos que formam a base da física clássica. Suas observações mostraram-se em notável concordância com a teoria.

p "Espera-se que as equações de Navier-Stokes e tudo o que deriva delas dêem errado à medida que nos aproximamos das escalas moleculares, mas ninguém sabe o quão longe se pode empurrar antes de quebrar, "Ghosal disse." Descobrimos que funciona muito bem em dezenas de nanômetros. "

p Os pesquisadores também observaram um fenômeno que eles chamam de retificação de fluxo:uma assimetria na taxa de fluxo em relação à reversão da tensão. Eles descobriram que quando a tensão é invertida, o capilar suga o fluido conforme o esperado, mas a uma taxa muito menor. O capilar, portanto, se comporta como um diodo semicondutor - uma "válvula" eletrônica que permite o fluxo de corrente em apenas uma direção - mas com fluido fluindo no lugar de elétrons.

p O nanojeto tem uma série de novas aplicações potenciais. Um uso possível é como um injetor de volume ultrabaixo para a transferência de biomoléculas para as células ou vesículas, um processo usado em tecnologias de DNA recombinante importantes na produção de insulina humana e safras resistentes a doenças. Outras possibilidades incluem o uso como um "retificador de fluxo" em circuitos lógicos microfluídicos, o equivalente funcional de diodos semicondutores em microeletrônica, e também em aplicações envolvendo padronização em nanoescala e micromanipulação.