p (Phys.org) - Pesquisadores da Swinburne University of Technology revelaram um método revolucionário de bombear fluido em nanoescala que tem uso potencial para dessalinizar água e dispositivos lab-on-a-chip. p Eles desenvolveram um simples, modelo altamente preciso para prever o movimento do fluido para fluidos altamente confinados e, em seguida, usar esse conhecimento para conduzir o fluxo sem bombeamento mecânico ou o uso de eletrodos.

p "A modelagem de dinâmica de fluidos convencional funciona perfeitamente com coisas que podemos ver, como o fluxo de ar sobre uma aeronave, "O professor Billy Todd de Swinburne disse.

p "Mas quando os dispositivos atingem o tamanho de nanômetro ou 1 bilionésimo de metro - cerca de um décimo milésimo do diâmetro de um cabelo humano - as premissas fundamentais da mecânica dos fluidos se desfazem. É difícil forçar o fluxo do fluido em dimensões confinadas que são apenas alguns átomos de espessura. "

p O professor Todd é presidente do Departamento de Matemática da Faculdade de Ciências, Engenharia e Tecnologia de Swinburne. Junto com colegas da Swinburne, RMIT e Roskilde University na Dinamarca, ele aplicou ideias de matemática e física, e usaram supercomputadores para ver o que acontece na interface entre a superfície sólida e o fluido em dimensões nanométricas.

p "Vários anos atrás, pesquisadores na França e na Alemanha desenvolveram uma teoria de que um campo elétrico giratório poderia induzir as moléculas de água a girar e que esse movimento giratório poderia ser convertido em movimento fluido de fluxo linear, "Professor Todd disse.

p "Se a simetria das paredes confinantes pudesse ser quebrada de forma que uma parede fosse hidrofílica e atraísse água, enquanto o outro era hidrofóbico e repelia água, então, matematicamente, foi demonstrado que a água poderia fluir em apenas uma direção, ou seja, ao longo do canal. "

p A equipe do Professor Todd desenvolveu ainda mais essa teoria e realizou as primeiras simulações de computador de dinâmica molecular para demonstrar esse efeito, mimetizando água nanoconfinada sob a aplicação de um campo de micro-ondas rotativo.

p O que eles descobriram foi que o uso de microondas com polarização circular pode conduzir um fluxo substancial em nanoescala sem aquecer significativamente a água.

p "O fluxo pode ser sustentado quando o fluido é conduzido para fora do equilíbrio por um campo elétrico rotativo uniforme externo e confinado entre duas superfícies planas com diferentes graus de hidrofobia, abrindo assim uma maneira inteiramente nova de bombear e controlar o fluxo de fluido confinado às dimensões da escala de nano ou micrômetro, "Professor Todd disse.

p Ele disse que esta descoberta tem aplicação potencial para dessalinização de água, bem como para ferramentas de diagnóstico de biotecnologia, como dispositivos lab-on-a-chip.

p Esta pesquisa foi publicada recentemente em Langmuir . O professor Todd agora está procurando um parceiro experimental para verificar esse modelo em um laboratório.