La tensione applicata attraverso questo film cilindrico di sapone fa sì che il fluido fluisca contro la gravità nel film di circa 100 nanometri di spessore. Credito:O. Bonhomme/Univ. di Lione/CNRS, via Fisica Focus
(Phys.org)—Ricercatori dell'Institut Lumière Matière, presso l'Università di Lione hanno scoperto che i canali della pellicola di sapone possono essere sintonizzati utilizzando una carica elettrica per farli diventare più spessi o più sottili su richiesta. Nel loro articolo pubblicato su Lettere di revisione fisica , il team descrive come hanno sostituito un canale fisico con uno fatto di una sottile pellicola di sapone e hanno scoperto che era sintonizzabile grazie alle sue pareti elastiche.
Nello studio del comportamento dei fluidi, gli scienziati hanno scoperto che quando si muovono attraverso un canale, gli ioni liberi in essi tendono ad aderire alle pareti del canale. L'applicazione di tensione agli ioni li fa muovere. Quel movimento sfrega il resto delle molecole facendo muovere anche loro. Il risultato è il movimento di un liquido attraverso un canale a causa di una carica elettrica (elettroosmosi). I ricercatori hanno scoperto che a livello micro, dove il rapporto degli ioni che si attaccano alle pareti rispetto alla quantità totale di fluido è alto, il processo è particolarmente forte.
In questa nuova ricerca, il team si è chiesto cosa sarebbe successo se le pareti del canale fossero state elastiche. Per scoprirlo, hanno creato una pellicola di sapone (essenzialmente una bolla) tra due elettrodi separati da appena mezzo centimetro. In questo scenario, il film di sapone esisteva come due molto sottili, cilindri concentrici di materiale saponoso (acqua, tensioattivo e una piccola quantità di cloruro di potassio per fornire gli ioni liberi) con ioni e acqua che si muovono liberamente. Senza addebito, la gravità farebbe cadere le molecole d'acqua verso il suolo, eventualmente rompendo il film (o facendo scoppiare la bolla). Quando viene data una piccola carica, però, il movimento degli ioni era sufficientemente forte da mantenere il fluido in movimento per tutto il film, e in alcuni casi era effettivamente abbastanza forte da spingerlo verso l'alto. Questa non è stata una sorpresa poiché altri ricercatori avevano visto lo stesso risultato. Ciò che è stato sorprendente, tuttavia, era quello che è successo quando la tensione è stata aumentata.
Ricerche precedenti avevano suggerito che l'aumento della tensione avrebbe causato un aumento lineare della velocità di movimento del fluido. Anziché, hanno scoperto che il tasso è aumentato molto più velocemente del previsto. A un esame più attento hanno scoperto che ciò era dovuto al fatto che il film diventava più spesso, consentendo il movimento di più liquido. Questa scoperta suggerisce che potrebbe essere possibile creare micro-porte fluide che possono essere regolate regolando la quantità di carica elettrica e/o ioni liberi, risultando in un tipo di micro-diodo.
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