Los materiales que contienen capilares y cavidades diminutos se utilizan ampliamente en la filtración, separación y muchas otras tecnologías, sin el cual nuestro estilo de vida moderno sería imposible. Por lo general, esos materiales se encuentran por suerte o por accidente más que por diseño. Ha sido imposible crear capilares artificiales con precisión a escala atómica.

Ahora, un grupo de Manchester dirigido por la investigadora postdoctoral Radha Boya y el premio Nobel Andre Geim muestran cómo hacer posible lo imposible, como se informa en Naturaleza .

La nueva tecnología es elegante, adaptable y sorprendentemente simple. De hecho, es una especie de antípoda del famoso material grafeno. Al hacer grafeno, la gente a menudo toma un trozo de grafito y usa cinta adhesiva para extraer un solo plano atómico de átomos de carbono, grafeno. El grafito restante se descarta.

En esta nueva investigación, Los científicos de Manchester extrajeron de manera similar una tira de grafeno del grafito, pero descartó el grafeno y se centró en lo que quedaba:una cavidad ultrafina dentro del cristal de grafito.

Dichas cavidades a escala atómica se pueden fabricar a partir de diversos materiales para lograr no solo el tamaño deseado, sino también para elegir las propiedades de las paredes capilares. Pueden ser atómicamente lisos o rugosos, hidrofílico o hidrofóbico, aislante o conductor, cargado eléctricamente o neutro; la lista continua.

Los huecos pueden hacerse como cavidades (para confinar varias sustancias) o túneles abiertos (para transportar diferentes gases y líquidos), que es de gran interés para la investigación fundamental y muchas aplicaciones. Está limitado solo por la imaginación lo que estos túneles estrechos con propiedades de diseño pueden hacer por nosotros.

Se espera que las propiedades de los materiales a esta escala verdaderamente atómica sean bastante diferentes de las que conocemos en nuestro mundo macroscópico. Para demostrar que este es el caso de sus vacíos a escala atómica, el grupo de Manchester probó cómo el agua corre a través de esas tuberías ultra estrechas.

Para sorpresa de todos, encontraron que el agua fluía con poca fricción y a gran velocidad, como si los canales fueran miles de veces más anchos de lo que realmente son.

Radha Boya comentó:“Este es un tipo completamente nuevo de sistemas a nanoescala. Tales capilares nunca fueron imaginados, incluso en teoría. Nadie pensó que este grado de precisión en el diseño podría ser posible. Nueva filtración, desalinización, Las tecnologías de separación de gases son direcciones obvias, pero hay muchas otras que explorar ”.

Sir Andre agregó:“Hacer algo útil a partir de un espacio vacío es ciertamente lindo. Descubrir que este espacio ofrece tanta ciencia nueva es asombroso. Incluso en retrospectiva, No esperaba que la idea funcionara tan bien. Hay innumerables posibilidades de investigación y desarrollo, que ahora hay que examinar. Estamos sorprendidos por la elección '.