p Nem todos os nanoporos são criados iguais. Para iniciantes, seus diâmetros variam entre 1 e 10 nanômetros (nm). p O menor desses nanoporos, chamados nanoporos de dígito único (SDNs), têm diâmetros inferiores a 10 nm e só recentemente têm sido usados ​​em experimentos para medições de transporte de precisão.

p Uma equipe de cientistas do Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) e colegas de sete outras instituições, liderado pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), revisaram experimentos SDN recentes e identificaram lacunas críticas na compreensão da hidrodinâmica em nanoescala, peneiramento molecular, estrutura fluídica e termodinâmica.

p A equipe disse que uma melhor compreensão do transporte em nanoescala pode levar a tecnologias inovadoras, como novas membranas para purificação de água, novos materiais permeáveis ​​ao gás e dispositivos de armazenamento de energia.

p "Se pudermos preencher essas lacunas, podemos descobrir novos mecanismos de transporte molecular e iônico em nanoescala que podem ser aplicados a uma série de novas tecnologias, "disse o cientista de materiais do LLNL, Tuan Anh Pham, co-autor do artigo que aparece no The Journal of Physical Chemistry .

p Os SDNs podem ser adaptados para peneirar íons de forma eficiente da água do mar e servir como membranas para a dessalinização da água do mar; diferencie entre fluidos polares e não polares; melhorar o transporte de prótons em aplicações de células de combustível; e gerar eletricidade a partir da coleta de energia osmótica.

p "Uma compreensão mais profunda do transporte de água por meio de SDNs pode nos permitir construir análogos sintéticos robustos de proteínas transmembrana, como aquaporinas, para aplicações de tratamento de água, "disse o cientista de materiais do LLNL Aleksandr Noy, outro co-autor do artigo.

p A equipe analisou sete lacunas de conhecimento na compreensão do comportamento em nanoescala. Por exemplo, os cientistas viram um aumento de fluxo deslizante contra-intuitivo em nanoporos, em que os nanoporos mais estreitos demonstram as maiores taxas de transporte de massa. Outras lacunas de conhecimento notáveis ​​incluem limites de fase de fluido em SDNs que são distorcidos em relação às suas contrapartes de fluido em massa, e não linear, efeitos correlativos no transporte de íons através de SDNs que não são observados em nanoporos de maior diâmetro.

p "Esperamos que o estudo do transporte molecular e iônico sob extremo confinamento teste os limites da mecânica dos fluidos em grande escala, fornecer oportunidades para a exploração de novas técnicas sintéticas e espectroscópicas e informar a nossa compreensão do transporte em interfaces moleculares, "disse Eric Schwegler, Diretor de ciência patrocinada do LLNL e co-autor da revisão.