Quando gli ioni infrangono la legge

La fluidodinamica su nanoscala, o nanofluidica, è un campo di ricerca emergente in cui il continuum dell'idrodinamica incontra la natura atomica della materia¹. Comprendere le leggi che governano i flussi di liquidi a tali scale molecolari è di fondamentale importanza pratica: esse determinano le prestazioni delle membrane di desalinizzazione dell'acqua di mare e il modo in cui gli ioni permeano attraverso i pori delle nostre cellule. Per i flussi di elettroni nei solidi, è ormai storia che la riduzione di scala produce un comportamento qualitativamente nuovo, che è alla base dell'intera industria della nanoelettronica. Tuttavia, per i flussi d'acqua e il trasporto di ioni in essa, le leggi stabilite su scala macroscopica valgono sorprendentemente bene su scala molecolare. Una molecola d'acqua ha un diametro di circa 0.3 nm; eppure l'equazione di Navier-Stokes - l'equazione di base dell'idrodinamica - vale ancora in canali larghi 1 nm². Ora, scrivendo Natura Nanotecnologia, Noy, Blanckschtein e colleghi³ dimostrare che la relazione di Nernst-Einstein - una legge fondamentale che governa la dinamica degli ioni in soluzione - si scompone in canali di carbonio estremamente stretti che confinano l'acqua e gli ioni in una singola catena unidimensionale.

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• Fonte: https://www.nature.com/articles/s41565-022-01281-3