Na nanoescala, a força intermolecular dominante que governa o fluxo de líquidos é a viscosidade. A viscosidade é uma medida da resistência de um fluido ao fluxo e surge das interações entre as moléculas do fluido. Em geral, quanto maior a viscosidade de um fluido, maior será o atrito que ele sofre ao fluir.

Na nanoescala, a viscosidade dos líquidos é significativamente afetada pelo confinamento do fluido dentro dos nanocanais ou nanoporos. Este confinamento leva a vários fatores que contribuem para o aumento do atrito:

1. Área de superfície aumentada: Nanocanais ou nanoporos têm uma grande proporção entre área de superfície e volume em comparação com sistemas de maior escala. À medida que o líquido flui através desses espaços confinados, as moléculas do líquido interagem mais frequentemente com os átomos ou moléculas da superfície, levando a um aumento do atrito.

2. Rugosidade da superfície: As superfícies dos nanocanais ou nanoporos muitas vezes não são perfeitamente lisas, e a presença de rugosidade ou irregularidades pode aumentar ainda mais o atrito. À medida que o líquido flui, ele encontra essas irregularidades superficiais, que podem fazer com que as moléculas colidam e experimentem resistência, levando a um aumento do atrito.

3. Forças intermoleculares: Na nanoescala, as forças intermoleculares tornam-se mais pronunciadas devido à proximidade das moléculas. Essas forças, como as forças de van der Waals e as interações eletrostáticas, podem atrair ou repelir as moléculas do líquido para a superfície do nanocanal ou nanoporo. Essa interação pode dificultar o fluxo do líquido e contribuir para o aumento do atrito.

4. Camadas líquidas: Nos nanocanais, as moléculas líquidas próximas à superfície podem se organizar em camadas distintas devido à forte interação com a superfície. Estas camadas podem apresentar características de fluxo diferentes em comparação com o líquido a granel, levando a atrito adicional.

5. Efeitos de resolução: Quando um líquido flui através de nanocanais ou nanoporos, as moléculas do solvente podem interagir com os átomos ou moléculas da superfície, formando uma camada de solvatação. As propriedades desta camada de solvatação podem influenciar o comportamento do fluxo do líquido, aumentando potencialmente o atrito.

Como resultado destes fatores, o atrito experimentado pelos líquidos que fluem em nanoescalas pode ser significativamente maior em comparação com sistemas de maior escala. Esse aumento de atrito pode impactar diversas aplicações, incluindo microfluídica, nanofluídica e lubrificação em nanoescala, e requer consideração cuidadosa e estratégias de engenharia para mitigar seus efeitos.