Nanofluidica, il campo che studia i flussi su scala nanometrica, ha fatto notevoli progressi negli ultimi anni. Il campo sta fiorendo grazie allo sviluppo di nuovi materiali, in particolare nanotubi e materiali 2-D, che consente la fabbricazione di dispositivi nanofluidici ben controllati suscettibili di investigare le proprietà nanofluidici fino alle scale più piccole.

Però, nonostante la ricchezza di nuovi comportamenti segnalati nei nanocanali artificiali, sono ancora lontani dall'impressionante complessità del macchinario biologico. La natura fa molte cose squisite con ioni e fluidi su piccola scala, e in modo molto efficiente:si può citare, Per esempio, trasporto attivato, pompaggio ionico, archiviazione delle informazioni, ecc. Trarre ispirazione da alcune di queste funzionalità per riprodurle in dispositivi artificiali sarebbe un salto di qualità per sviluppare l'iontronica.

Molti dispositivi biologici mostrano risposte attivate sotto vari stimoli, e uno di questi comportamenti sono i canali di meccanotrasduzione coinvolti, ad esempio, nel rilevamento del tatto o nelle cellule ciliate dell'orecchio. Nel presente documento, mostriamo che minuscoli nanotubi di carbonio (a una cifra), con un raggio di 2nm, mostrano una risposta meccano-sensibile, che è inoltre molto simile a quello della loro controparte biologica, con la conduttanza del CNT che mostra una dipendenza forte e quadratica dalla pressione applicata.

Possiamo anche razionalizzare teoricamente questo comportamento con una previsione analitica per la conduttanza dipendente dalla pressione. Questo dimostra, per inciso, che la risposta meccano-sensibile affonda le sue radici nel bassissimo attrito esibito dal nanotubo di carbonio con le dimensioni più piccole. Ciò dimostra l'ulteriore unicità dei materiali a base di nanotubi di carbonio come trasportatori di acqua e ioni. Sfruttiamo qui le sue proprietà uniche per indurre non lineare, trasporto stimolato.

Questo fenomeno apre nuove possibilità per lo sviluppo di funzioni iotroniche avanzate in futuro. Il comportamento dimostrato costituisce un prerequisito per costruire sistemi nanofluidici integrati, e una tale risposta meccano-sensibile è un elemento costitutivo per sviluppare il tatto e il rilevamento su nanoscala ispirati ai sistemi biologici.