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8 Julho 2024

Desvendando o comportamento dos líquidos em nanoescala

Desvendando o comportamento dos líquidos em nanoescala

Um avanço na investigação em nanofluídica, feito por investigadores do CICECO-Instituto de Materiais de Aveiro e dos Departamentos de Química e Física da UAveiro, foi publicado na Nature Communications. Este é o primeiro artigo com todos os autores pertencentes ao CICECO em muitos anos.

Fluxos líquidos em nanoescala são essenciais para vários processos biológicos e sustentam uma ampla gama de aplicações nanofluídicas. Geralmente assume-se que em nanoescala, os fluxos de líquidos são predominantemente laminares e uniaxiais. No entanto, os pesquisadores do CICECO detectaram fluxos de água helicoidais até então desconhecidos dentro de nanocanais de peptídeos automontados coexistindo com fluxos axiais convencionais.

Esta descoberta fornece uma nova visão fundamental sobre o comportamento de líquidos em nanoescala e abre caminho para novas abordagens para controlar reações químicas, criando dispositivos avançados de laboratório em um chip e de órgão em um chip, e muitas outras aplicações. .

Os autores usaram espectroscopia de RMN de estado sólido, simulação computacional e medições dinâmicas de sorção de vapor para analisar esses fluxos e descobriram que eles são independentes um do outro, imiscíveis e se propagam ao longo do nanocanal com velocidades diferentes. A trajetória helicoidal do fluxo origina-se da distribuição em forma de parafuso de grupos iônicos nas paredes do canal, enquanto seu fluxo pode ser controlado pela pressão externa de vapor d'água.

Os resultados sugerem que fluxos helicoidais semelhantes de água ou outras moléculas podem ocorrer em outros tipos de nanocanais, como zeólitas, estruturas orgânicas covalentes e metal-orgânicas e polímeros orgânicos porosos.

 

Detection of helical water flows in sub-nanometer channels
Zelenovskii, P; Soares, M; Bornes, C; Marin-Montesinos, I; Sardo, M; Kopyl, S; Kholkin, A; Mafra, L; Figueiredo, F. Nature Communications
15, 5516 (2024)

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