p (Phys.org) - Em nanoescala, onde os objetos são medidos em bilionésimos de metros e os eventos acontecem em trilionésimos de segundos, as coisas nem sempre se comportam como nossas experiências com o macromundo podem nos levar a esperar. Água, por exemplo, parece fluir muito mais rápido dentro dos nanotubos de carbono do que a física clássica diz que deveria ser possível. Agora imagine tentar capturar filmes desses movimentos em nanoescala quase imperceptivelmente pequenos. p Os pesquisadores da Caltech agora fizeram exatamente isso, aplicando uma nova técnica de imagem chamada microscopia eletrônica quadridimensional (4D) ao problema da dinâmica dos nanofluidos. Em um artigo publicado na edição de 27 de junho de Ciência , Ahmed Zewail, o professor de química Linus Pauling e professor de física, e Ulrich Lorenz, um pós-doutorado em química, descrevem como eles visualizaram e monitoraram o fluxo de chumbo derretido dentro de um único nanotubo de óxido de zinco em tempo e espaço real.

p A técnica de microscopia 4D foi desenvolvida no Centro de Biologia Física para Ciência e Tecnologia Ultra-rápida da Caltech, criado e dirigido por Zewail para avançar na compreensão da física fundamental do comportamento químico e biológico.

p Na microscopia 4D, um fluxo de elétrons de movimento ultrarrápido bombardeia uma amostra de maneira cuidadosamente cronometrada. Cada elétron se espalha pela amostra, produzindo uma imagem estática que representa um único momento, apenas um femtossegundo - ou um milionésimo de um bilionésimo de um segundo - de duração. Milhões de imagens estáticas podem então ser costuradas para produzir um filme digital de movimento em nanoescala.

p No novo trabalho, Lorenz e Zewail usaram pulsos de laser únicos para derreter os núcleos de chumbo de nanotubos de óxido de zinco individuais e, em seguida, usando microscopia 4D, capturou como o líquido quente pressurizado se movia dentro dos tubos - às vezes se dividindo em vários segmentos, produzindo gotículas na parte externa do tubo, ou fazendo com que os tubos quebrem. Lorenz e Zewail também mediram o atrito experimentado pelo líquido no nanotubo.

p "Essas observações são particularmente significativas porque visualizar o comportamento dos fluidos em nanoescala é essencial para a nossa compreensão de como os materiais e os canais biológicos efetivamente transportam os líquidos, "diz Zewail. Em 1999, Zewail ganhou o Prêmio Nobel por seu desenvolvimento da química do femtossegundo.

p O artigo é intitulado "Observando o fluxo de líquido em nanotubos por microscopia eletrônica 4D."