مشاهده حرکت سیال در مسیری نانومقیاس

این پدیده پیش از این توسط نظریه پردازان مطرح شده بود اما هیچگاه به‌صورت عملی نشان داده نشده بود. دلیل این امر آن است که مقیاس انجام این پدیده بسیار کوچک بوده و با میکروسکوپ نوری غیرقابل مشاهده است. میکروسکوپ‌های الکترونی نیز باید در فضای خلاء کار کنند و در صورت انجام این آزمایش در خلاء بیشتر سیال موجود در آزمایش تبخیر می‌شود. برای حل این مشکل محققان MIT از محلول یونی موسوم به DMPI-TFSI استفاده کردند این محلول‌ها حتی در خلاء‌های بسیار بالا هنوز پایدار هستند. به‌همین دلیل محققان از این سیال ویژه استفاده کردند و نتایج آن را به دیگر محلول‌ها نظیر آب تعمیم دادند. نتایج این پژوهش که توسط جو لی، استاد رشته علوم هسته‌ای انجام شده در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است. در این پروژه محققانی از آزمایشگاه ملی ساندیا در نیومکزیکو، دانشگاه پنسیلوانیا، دانشگاه پترزبورگ و دانشگاه ژجیانگ مشارکت داشتند. در حالی که لی و همکارانش به‌دنبال بررسی این پدیده هستند، آنها می‌دانند که این فرآیند می‌تواند کاربردهای متعددی در حوزه‌های چاپ و ساخت آزمایشگاه روی تراشه داشته باشد. لی می‌گوید ما جریان سیال را روی ساختاری با ابعاد نانومتری مشاهده کرده و پدیده جدیدی را می‌بینیم. لی می‌افزاید سیالات تمایل دارند تا سطح یک جامد را بپوشانند معمولا توسط نیروی ستونی سیالات به سمتی کشیده می‌شوند. زمانی که این سیالات تشکیل فیلمی کوچکتر از ۱۰ نانومتر می‌دهند این فیلم به‌صورت لایه نازکی شروع به حرکت می‌کند با بزرگتر شدن ابعاد فیلم، سیال تمایل به تشکیل قطره دارد اما قطره هنوز تمایل دارد به فیلم زیرلایه خود بچسبد. در برخی موارد این قطره از نانوسیم بالا می‌رود و گاهی هم به‌صورت ساکن باقی می‌ماند.

به هر حال زمانی که یک رشته سیم بسیار نازک وجود داشته باشد سیال تمایل به بالا رفتن از آن دارند، این پدیده می‌تواند توسط پارامترهای مختلفی بهبود یابد: برای مثال در صورت اعمال ولتاژ به نانوسیم، قطره می‌تواند از یک سوی به‌سوی دیگر حرکت کند. در این پروژه محققان از نانوسیم‌هایی با جنس‌های مختلف استفاده کردند ( سیلیکون، اکسید روی، اکسید قلع و گرافن) نتایج نشان داد که در مورد تمام این مواد این پدیده صادق است.