O movimento dos fluidos através de pequenos capilares e canais é crucial para processos que vão desde o fluxo sanguíneo através do cérebro até a geração de energia e sistemas eletrônicos de resfriamento, mas esse movimento geralmente para quando o canal é menor que 10 nanômetros.

Pesquisadores liderados por um engenheiro da Universidade de Houston relataram uma nova compreensão do processo e por que alguns fluidos estagnam nesses minúsculos canais, bem como uma nova maneira de estimular o fluxo de fluido usando um pequeno aumento na temperatura ou voltagem para promover o transporte de massa e íons.

O trabalho, publicado em Nanomateriais aplicados ACS , explora o movimento de fluidos com menor tensão superficial, que permite que as ligações entre as moléculas se separem quando forçadas a canais estreitos, parando o processo de transporte de fluido, conhecido como wicking capilar. A pesquisa também foi capa da revista.

Hadi Ghasemi, Cullen Professor Associado de Engenharia Mecânica na UH e autor correspondente do artigo, disse que essa força capilar impulsiona o fluxo de líquido em pequenos canais e é o mecanismo crítico para o transporte de massa na natureza e na tecnologia, ou seja, em situações que vão desde o fluxo sanguíneo no cérebro humano até o movimento da água e nutrientes do solo para as raízes e folhas das plantas, bem como em processos industriais.

Mas as diferenças na tensão superficial de alguns fluidos causam o processo de absorção - e, portanto, o movimento do fluido - para parar quando esses canais são menores do que 10 nanômetros, ele disse. Os pesquisadores relataram que é possível estimular o fluxo contínuo, manipulando a tensão superficial por meio de pequenos estímulos, como aumentar a temperatura ou usar uma pequena quantidade de tensão.

Ghasemi disse que aumentar a temperatura, mesmo que ligeiramente, pode ativar o movimento ao alterar a tensão superficial, que eles apelidaram de "nanogates". Dependendo do líquido, elevar a temperatura entre 2 graus centígrados e 3 graus C é o suficiente para mobilizar o fluido.

“A tensão superficial pode ser alterada por meio de diferentes variáveis, "disse ele." O mais simples é a temperatura. Se você mudar a temperatura do fluido, você pode ativar este fluxo de fluido novamente. "O processo pode ser ajustado para mover o fluido, ou apenas íons específicos dentro dele, oferecendo a promessa de um trabalho mais sofisticado em nanoescala.

"Os nanogatos de tensão superficial prometem plataformas para governar a funcionalidade em nanoescala de um amplo espectro de sistemas, e as aplicações podem ser previstas na entrega de medicamentos, conversão de energia, Geração de energia, dessalinização de água do mar, e separação iônica, "escreveram os pesquisadores.