Transporte iônico mecanicamente ativado através de nanotubos de carbono de um dígito
p Crédito:Laboratório de Física da Ecole Normale Supérieure
p Nanofluídicos, o campo que estuda fluxos em nanoescala, tem feito progressos consideráveis nos últimos anos. O campo está florescendo graças ao desenvolvimento de novos materiais, em particular nanotubos e materiais 2-D, que permite a fabricação de dispositivos nanofluídicos bem controlados, passíveis de investigação de propriedades nanofluídicas em escalas menores. p Contudo, apesar da riqueza de novos comportamentos relatados nos nanocanais artificiais, eles ainda estão longe da impressionante complexidade da máquina biológica. A natureza faz muitas coisas requintadas com íons e fluidos em pequenas escalas, e de uma forma muito eficiente:pode-se citar, por exemplo, transporte ativado, bombeamento iônico, armazenamento de informações, etc. Tirar inspiração de algumas dessas funcionalidades para reproduzi-las em dispositivos artificiais seria um salto quântico para o desenvolvimento da iontrônica.
p Muitos dispositivos biológicos exibem respostas ativadas sob vários estímulos, e um desses comportamentos são os canais de mecanotransdução envolvidos, por exemplo, no sensor de toque ou nas células ciliadas do ouvido. No presente artigo, mostramos que pequenos nanotubos de carbono (um dígito), com um raio de 2 nm, exibem uma resposta mecanossensível, que é, além disso, muito semelhante ao de sua contraparte biológica, com a condutância do CNT exibindo uma forte e quadrática dependência da pressão aplicada.
p Podemos até racionalizar este comportamento teoricamente com uma previsão analítica para a condutância dependente da pressão. Isso demonstra, aliás, que a resposta mecanossensível tem sua raiz no atrito ultrabaixo exibido pelo nanotubo de carbono com o menor tamanho. Isso demonstra a singularidade adicional de materiais de nanotubos de carbono como transportadores de água e íons. Exploramos aqui suas propriedades únicas para induzir não lineares, transporte estimulado.
p Este fenômeno abre novas possibilidades para o desenvolvimento de funções iontrônicas avançadas no futuro. O comportamento demonstrado constitui um pré-requisito para construir sistemas nanofluídicos integrados, e essa resposta mecanossensível é um bloco de construção para desenvolver o toque e a sensibilidade em nanoescalas inspiradas por sistemas biológicos.