Los investigadores que estudian cómo viajan los fluidos a través de canales a nanoescala se sorprendieron al descubrir que los fluidos no fluyen igualmente bien en todas las direcciones. Al contrario del comportamiento en el mundo macroescala, los investigadores descubrieron que el alcohol metílico, cuando se colocó en una red de canales a nanoescala en un mineral conocido como zeolita, difundido 1, 000 veces más rápido en una dirección que en otra. Esta es la primera evidencia conocida de una difusión tan desigual de moléculas en un material nanoporoso. Este flujo muy asimétrico se produjo a pesar de que los diámetros de los respectivos canales son bastante similares. En el mineral Hay dos tipos de canales a nanoescala:canales de 8 anillos y de 10 anillos. Los números se refieren al tamaño relativo de los poros en el material, aunque son de tamaño extremadamente parecido con solo diferencias sutiles en la geometría. Las moléculas de alcohol metílico se almacenaron inicialmente dentro de una celda óptica.
Al comienzo del experimento, la presión en la atmósfera circundante aumenta instantáneamente y se mantiene constante durante el resto del experimento. Las moléculas de metanol entran entonces voluntariamente en la zeolita, ya que naturalmente prefieren estar en la zeolita que en la fase gaseosa. Una vez dentro del mineral, los investigadores midieron la concentración de partículas en varios puntos a lo largo de los poros. De estos perfiles, pudieron calcular el flujo de partículas (número de partículas que atraviesan un área determinada en un tiempo determinado) y observaron el flujo altamente sesgado.
Investigaciones anteriores informaron que la difusividad de una molécula huésped dentro de una red de poros es extremadamente sensible a la relación entre la ventana de poros y el diámetro de la molécula. particularmente si ambas cantidades están cerca una de la otra, como fue el caso de los canales de zeolita y los átomos de alcohol metílico. Los investigadores de este estudio especulan que, dado que la ventana de 8 anillos es ligeramente más pequeña que la ventana de 10 anillos, se podría esperar una menor difusividad (y por lo tanto un flujo menor). Otra razón podría ser la diferente geometría de los poros (rectos en el caso de los canales de 10 anillos versus ventanas y cavidades en los canales de 8 anillos).
Presentado en las AIP's Revista de física química , Este descubrimiento aparentemente contradictorio tiene implicaciones de gran alcance para la comprensión, desarrollo, y explotación de nuevos materiales microscópicos, incluyendo nanotubos y membranas celulares "inteligentes" para la administración intencionada de fármacos, cuya funcionalidad se basa en una dependencia extrema de la dirección de las movilidades moleculares.
