En la nanoescala, la viscosidad de los líquidos se ve significativamente afectada por el confinamiento del fluido dentro de nanocanales o nanoporos. Este confinamiento conlleva varios factores que contribuyen al aumento de la fricción:
1. Aumento de superficie: Los nanocanales o nanoporos tienen una gran relación superficie-volumen en comparación con los sistemas de mayor escala. A medida que el líquido fluye a través de estos espacios confinados, las moléculas del líquido interactúan más frecuentemente con los átomos o moléculas de la superficie, lo que genera una mayor fricción.
2. Rugosidad de la superficie: Las superficies de los nanocanales o nanoporos a menudo no son perfectamente lisas y la presencia de rugosidades o irregularidades puede aumentar aún más la fricción. A medida que el líquido fluye, encuentra estas irregularidades en la superficie, lo que puede hacer que las moléculas choquen y experimenten resistencia, lo que lleva a una mayor fricción.
3. Fuerzas intermoleculares: En la nanoescala, las fuerzas intermoleculares se vuelven más pronunciadas debido a la proximidad de las moléculas. Estas fuerzas, como las fuerzas de van der Waals y las interacciones electrostáticas, pueden atraer o repeler las moléculas del líquido hacia la superficie del nanocanal o nanoporo. Esta interacción puede dificultar el flujo del líquido y contribuir a una mayor fricción.
4. Capas de líquido: En los nanocanales, las moléculas líquidas cercanas a la superficie pueden organizarse en capas distintas debido a la fuerte interacción con la superficie. Estas capas pueden presentar diferentes características de flujo en comparación con el líquido a granel, lo que genera una fricción adicional.
5. Efectos de solvatación: Cuando un líquido fluye a través de nanocanales o nanoporos, las moléculas del disolvente pueden interactuar con los átomos o moléculas de la superficie, formando una capa de solvatación. Las propiedades de esta capa de solvatación pueden influir en el comportamiento del flujo del líquido, aumentando potencialmente la fricción.
Como resultado de estos factores, la fricción que experimentan los líquidos que fluyen a nanoescala puede ser significativamente mayor en comparación con los sistemas de mayor escala. Este aumento de la fricción puede afectar diversas aplicaciones, incluidas la microfluídica, la nanofluídica y la lubricación a nanoescala, y requiere una cuidadosa consideración y estrategias de ingeniería para mitigar sus efectos.
