I ricercatori che studiano come i fluidi viaggiano attraverso i canali su scala nanometrica sono rimasti sorpresi nello scoprire che i fluidi non scorrono ugualmente bene in tutte le direzioni. Contrariamente al comportamento nel mondo della macroscala, i ricercatori hanno scoperto che l'alcol metilico, quando è stato inserito in una rete di canali su scala nanometrica in un minerale noto come zeolite, diffuso 1, 000 volte più veloce in una direzione rispetto all'altra. Questa è la prima prova nota di una diffusione così ineguale di molecole in un materiale nanoporoso. Questo flusso altamente sbilenco si è verificato nonostante il fatto che i diametri dei rispettivi canali siano abbastanza simili. Nel minerale, sono presenti due tipi di canali su scala nanometrica:canali a 8 e 10 anelli. I numeri si riferiscono alla dimensione relativa dei pori nel materiale, sebbene siano di dimensioni estremamente ravvicinate con solo sottili differenze nella geometria. Le molecole di alcol metilico sono state inizialmente conservate all'interno di una cella ottica.

All'inizio dell'esperimento, la pressione nell'atmosfera circostante viene aumentata istantaneamente e mantenuta costante per il resto dell'esperimento. Le molecole di metanolo entrano quindi nella zeolite volontariamente poiché preferiscono naturalmente essere nella zeolite che nella fase gassosa. Una volta dentro il minerale, i ricercatori hanno misurato la concentrazione di particelle in vari punti lungo i pori. Da questi profili, sono stati in grado di calcolare il flusso di particelle (numero di particelle che attraversano una certa area in un certo tempo) e hanno osservato il flusso altamente distorto.

Ricerche precedenti hanno riportato che la diffusività di una molecola ospite all'interno di una rete di pori è estremamente sensibile al rapporto tra la finestra dei pori e il diametro della molecola, in particolare se entrambe le quantità sono vicine tra loro, come nel caso dei canali della zeolite e degli atomi di alcol metilico. I ricercatori in questo studio ipotizzano che, poiché la finestra a 8 anelli è leggermente più piccola della finestra a 10 anelli, ci si potrebbe aspettare una diffusività minore (e quindi un flusso minore). Un altro motivo potrebbe essere la diversa geometria dei pori (dritti nel caso dei canali a 10 anelli rispetto a finestre e cavità nei canali a 8 anelli).

Presentato negli AIP Giornale di Fisica Chimica , questa scoperta apparentemente controintuitiva ha implicazioni di vasta portata per la comprensione, sviluppo, e sfruttamento di nuovi materiali microscopici, inclusi nanotubi e membrane cellulari "intelligenti" per la somministrazione mirata di farmaci, la cui funzionalità si basa su un'estrema dipendenza dalla direzione delle mobilità molecolari.