Nanofluidique, le domaine qui étudie les écoulements à l'échelle nanométrique, a fait des progrès considérables ces dernières années. Le domaine s'épanouit grâce au développement de nouveaux matériaux, en particulier les nanotubes et les matériaux 2-D, ce qui permet de fabriquer des dispositifs nanofluidiques bien contrôlés et adaptés à l'étude des propriétés nanofluidiques jusqu'aux plus petites échelles.

Cependant, malgré la richesse des nouveaux comportements rapportés dans les nanocanaux artificiels, ils sont encore loin de l'impressionnante complexité de la machinerie biologique. La nature fait beaucoup de choses exquises avec des ions et des fluides à petite échelle, et de manière très efficace :on peut citer, par exemple, transport activé, pompage ionique, stockage d'informations, etc. S'inspirer de certaines de ces fonctionnalités pour les reproduire dans des dispositifs artificiels serait un saut quantique pour développer l'iontronique.

De nombreux dispositifs biologiques présentent des réponses activées sous divers stimuli, et l'un de ces comportements est constitué par les canaux de mécano-transduction impliqués par exemple dans la détection tactile ou les cellules ciliées de l'oreille. Dans le présent article, nous montrons que de minuscules nanotubes de carbone (à un chiffre), avec un rayon de 2 nm, présentent une réponse mécano-sensible, qui est d'ailleurs très similaire à celui de leur homologue biologique, avec la conductance du CNT présentant une dépendance forte et quadratique de la pression appliquée.

Nous pouvons même rationaliser théoriquement ce comportement avec une prédiction analytique de la conductance dépendante de la pression. Cela démontre, incidemment, que la réponse mécanosensible prend sa racine dans le frottement ultra-faible présenté par le nanotube de carbone avec la plus petite taille. Cela démontre l'unicité supplémentaire des matériaux de nanotubes de carbone en tant que transporteurs d'eau et d'ions. Nous exploitons ici ses propriétés uniques pour induire des non-linéaires, transports stimulés.

Ce phénomène ouvre de nouvelles possibilités pour le développement de fonctions iontroniques avancées dans le futur. Le comportement démontré constitue un prérequis pour construire des systèmes nanofluidiques intégrés, et une telle réponse mécanosensible est un élément constitutif pour développer le toucher et la détection à l'échelle nanométrique inspirés des systèmes biologiques.