Kas ir nanofluidika?

Elektrificējot nanomēroga virsmu, pētnieki var izveidot elektrisku dubultslāni nelielā caurumā vai ejā. Slānis var izstiepties visā šīs telpas platumā, kas parasti maina šķidruma īpašības salīdzinājumā ar to, kā tas darbojas lielākos apjomos. Uzlādētas daļiņas, ko sauc par joniem, dažreiz izmanto, lai kontrolētu šķidruma virzienu, it īpaši, ja daļiņu lādiņš ir pretējs poru sienas lādiņam.

Vēl viena nanofluidikā pētīta īpašība ir hidrodinamiskais rādiuss, kas parasti raksturo lielu molekulu vai polimēru mijiedarbību saistībā ar šķidrā šķīduma nanomēroga īpašībām. Dezoksiribonukleīnskābe (DNS) ir salīdzinoši liela molekula, kas nes ģenētisku informāciju un ar kuru bieži tiek manipulēts bioloģijā. Kopā ar lieliem polimēriem tas var izveidoties formā, kas var bloķēt nelielu kanālu. Pētnieki dažkārt pievieno materiālus un pārklājumus nanofluidikas struktūrām, kas var novērst šādus aizsprostojumus.

Nanofluidikas pētnieki var arī kontrolēt membrānas biezumu, kā arī poru izmēru un atstarpi, īpaši alumīnijā. Temperatūra, spriegums un skābes lietošana noteiktos laika periodos parasti palīdz apstrādāt konkrētus materiālus. Pēc tam zinātnieki tos var izmantot, lai izpētītu, kā dažādi šķidrumi reaģē iekšpusē. Bieži tiek pētītas tādas šķidruma īpašības kā ātrums, virsmas spraigums un tas, kādā leņķī šķidrumam ir tendence saskarties ar nanomēroga virsmu.

Drukas paņēmienu, ko sauc par fotolitogrāfiju, var izmantot, lai ražotu struktūras, ko izmanto nanofluidikā. Atsevišķus kanālus vai to blokus var veidot no silīcija, polimēriem, stikla, kā arī citiem mākslīgiem cauruļveida materiāliem. Zinātnieki var izmantot šķidruma īpašības, lai kontrolētu tā kustību tādā veidā, kas atbalsta digitālo sistēmu pārslēgšanu. Nanofluidika tiek izmantota arī mazu tranzistoru, optisko bloku un uz mikroshēmu balstītu medicīniskās diagnostikas sistēmu veidošanā. Šķidruma mijiedarbību nanofluidiskajā shēmā var iekļaut ūdens filtrēšanas un enerģijas uzglabāšanas sistēmu vadīklās.