Sıvı akışlarını yönetirken bazen daha azı daha çoktur. Küçük miktarlarda sıvıyı mikroskobik kanallardan geçiren nanogözenek tabanlı cihazlar, moleküler algılama, DNA dizileme ve hatta enerji üretiminde kullanım alanı bulmuştur. Şu anda, Almanya’daki Darmstadt Teknik Üniversitesi’nden Aaron Ratschow ve meslektaşları tarafından nano ölçekte sıvı akışları oluşturmaya yönelik yeni bir yaklaşım önerilmekte ve bunun araştırmacılara daha fazla kontrol sağlayabileceği iddia edilmektedir.
Ratschow ve meslektaşları, 100 nm uzunluğunda, koni şeklindeki bir gözenekte, iki rezervuar arasında bir elektrolitin geçişini taklit ettiler. Değişen bir elektrik alanı ile bu sistemin bir modelini oluşturdular ve çeşitli anahtarlama frekanslarına nasıl davrandığını incelediler.
Bilim insanları, gözenek duvarı pozitif yüklü olduğunda bir negatif iyon tabakasının ve bir pozitif iyon tabakasının biriktiğini buldular. Bu “elektrikli çift katman” (EDL) zamansal bir gecikmeyle gelişir ve büyüme hızı, iyonların nanogözenek içine ne kadar hızlı taşındığından etkilenir. EDL kaybolur ve ardından elektrik alanı tersine döndüğünde zıt kutuplulukla yeniden oluşur.
Alternatif alan, paralel duvarlara sahip bir nanogözenekte net akış olmadan elektroliti ileri geri hareket ettirecektir. Ancak bilim insanları, konik nano gözeneğin simetri kırıcı özelliğinin, gecikmeli EDL oluşumuyla birleştiğinde, geniş uca doğru net bir akışa neden olduğunu keşfettiler.
Belirli bir alan frekansı akışın zirve yaptığı yerdir ve bu frekanstan uzaklaştıkça sıfıra düşer.
Elektrolitler, daha önce gösterilen cihazlarda, çok sayıda nano gözeneği kaplayabilen sabit, uzun menzilli elektrik alanlarıyla itilmiştir. Yeni mimari, komşu nano gözeneklerin bağımsız olarak kontrol edilmesine olanak tanır çünkü alternatif alanın yalnızca yerel olarak hareket etmesi gerekir.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v15/s174
