I materiali contenenti minuscoli capillari e cavità sono ampiamente utilizzati nella filtrazione, separazione e molte altre tecnologie, senza i quali il nostro stile di vita moderno sarebbe impossibile. Questi materiali si trovano solitamente per fortuna o per caso piuttosto che per design. È stato impossibile creare capillari artificiali con una precisione su scala atomica.

Ora un gruppo di Manchester guidato dalla ricercatrice post-dottorato Radha Boya e dal premio Nobel Andre Geim mostra come rendere possibile l'impossibile, come riportato in Natura .

La nuova tecnologia è elegante, adattabile e sorprendentemente semplice. Infatti, è una sorta di antipode del famoso materiale grafene. Quando si produce il grafene, le persone spesso prendono un pezzo di grafite e usano lo scotch per estrarre un singolo piano atomico di atomi di carbonio, grafene. La grafite rimanente viene scartata.

In questa nuova ricerca, Gli scienziati di Manchester hanno estratto allo stesso modo una striscia di grafene dalla grafite, ma scartò il grafene e si concentrò su ciò che era rimasto:una cavità ultrasottile all'interno del cristallo di grafite.

Tali cavità su scala atomica possono essere realizzate con vari materiali per ottenere non solo la dimensione desiderata, ma anche per scegliere le proprietà delle pareti dei capillari. Possono essere atomicamente lisci o ruvidi, idrofilo o idrofobo, isolante o conduttivo, carico elettricamente o neutro; l'elenco continua.

I vuoti possono essere realizzati come cavità (per confinare varie sostanze) o tunnel aperti (per trasportare gas e liquidi diversi), che è di enorme interesse per la ricerca fondamentale e molte applicazioni. È limitato solo dall'immaginazione ciò che tali tunnel stretti con proprietà di design possono potenzialmente fare per noi.

Ci si aspetta che le proprietà dei materiali a questa scala veramente atomica siano molto diverse da quelle con cui abbiamo familiarità nel nostro mondo macroscopico. Per dimostrare che questo è il caso dei loro vuoti su scala atomica, il gruppo di Manchester ha testato come l'acqua scorre attraverso quei tubi ultrasottili.

Con sorpresa di tutti, trovarono che l'acqua scorreva con poco attrito e ad alta velocità, come se i canali fossero migliaia di volte più larghi di quanto non siano in realtà.

Radha Boya ha commentato:'Questo è un tipo completamente nuovo di sistemi su nanoscala. Tali capillari non sono mai stati immaginati, anche in teoria. Nessuno pensava che questo grado di precisione nella progettazione potesse essere possibile. Nuova filtrazione, desalinizzazione, le tecnologie di separazione del gas sono direzioni ovvie, ma ce ne sono tante altre da esplorare'.

Sir Andre ha aggiunto:"Fare qualcosa di utile da uno spazio vuoto è sicuramente carino. Scoprire che questo spazio offre così tanto di nuova scienza è sbalorditivo. Anche con il senno di poi, Non mi aspettavo che l'idea funzionasse così bene. Ci sono miriadi di possibilità di ricerca e sviluppo, che ora bisogna guardare. Siamo sbalorditi dalla scelta.'