Les matériaux contenant de minuscules capillaires et cavités sont largement utilisés en filtration, séparation et de nombreuses autres technologies, sans laquelle notre mode de vie moderne serait impossible. Ces matériaux sont généralement trouvés par hasard ou par accident plutôt que par conception. Il a été impossible de créer des capillaires artificiels avec une précision à l'échelle atomique.

Aujourd'hui, un groupe de Manchester dirigé par la chercheuse postdoctorale Radha Boya et le lauréat du prix Nobel Andre Geim montre comment rendre l'impossible possible, comme indiqué dans La nature .

La nouvelle technologie est élégante, adaptable et étonnamment simple. En réalité, c'est une sorte d'antipode du fameux matériau graphène. Lors de la fabrication de graphène, les gens prennent souvent un morceau de graphite et utilisent du scotch pour extraire un seul plan atomique d'atomes de carbone, graphène. Le graphite restant est jeté.

Dans cette nouvelle recherche, Les scientifiques de Manchester ont également extrait une bande de graphène du graphite, mais a jeté le graphène et s'est concentré sur ce qui restait :une cavité ultra-mince à l'intérieur du cristal de graphite.

De telles cavités à l'échelle atomique peuvent être fabriquées à partir de divers matériaux pour atteindre non seulement une taille souhaitée mais également pour choisir les propriétés des parois capillaires. Ils peuvent être atomiquement lisses ou rugueux, hydrophile ou hydrophobe, isolant ou conducteur, chargée électriquement ou neutre ; la liste continue.

Les vides peuvent être réalisés sous forme de cavités (pour confiner diverses substances) ou de tunnels ouverts (pour transporter différents gaz et liquides), ce qui est d'un grand intérêt pour la recherche fondamentale et de nombreuses applications. Il n'est limité que par l'imagination de ce que de tels tunnels étroits avec des propriétés de designer peuvent potentiellement faire pour nous.

Les propriétés des matériaux à cette échelle véritablement atomique devraient être très différentes de celles que nous connaissons dans notre monde macroscopique. Pour démontrer que c'est le cas de leurs vides à l'échelle atomique, le groupe de Manchester a testé comment l'eau s'écoule dans ces tuyaux ultra-étroits.

A la surprise de tous, ils ont trouvé que l'eau s'écoulait avec peu de friction et à grande vitesse, comme si les canaux étaient des milliers de fois plus larges qu'ils ne le sont réellement.

Radha Boya a commenté :« Il s'agit d'un tout nouveau type de systèmes à l'échelle nanométrique. De tels capillaires n'ont jamais été imaginés, même en théorie. Personne ne pensait que ce degré de précision dans la conception pouvait être possible. Filtration neuve, dessalement, les technologies de séparation des gaz sont en quelque sorte des directions évidentes, mais il y en a tellement d'autres à explorer ».

Sir Andre a ajouté:«Faire quelque chose d'utile à partir d'un espace vide est certainement mignon. Découvrir que cet espace offre tant de nouvelles sciences est ahurissant. Même avec du recul, Je ne m'attendais pas à ce que l'idée fonctionne si bien. Il existe une myriade de possibilités de recherche et de développement, qui doivent maintenant être examinés. Nous sommes abasourdis par le choix.