Мыльная плёнка как материал для нанотрубопроводов

Анна-Лаура Бьянка (Anne-Laure Biance) обнаружила с коллегами из Лионского университета (Франция), что если к 100-нанометровой плёнке мыльного пузыря приложить электрический ток, то жидкость внутри такой плёнки начнёт подниматься вверх.

Микрогидродинамика, изучающая поведение малых потоков и объёмов жидкости — обычно в пределах пиколитров (триллионной литра), стандартно имеет дело с каналами микронной толщины. Однако французские физики решили попытать счастья с наноканалами с мягкими стенками, где заметных успехов не было. Для этого они использовали сверхтонкие плёнки, с которыми мы чаще всего сталкиваемся на поверхности мыльных пузырей и которые по толщине обычно не выходят за пределы нанометров.

Мыльная плёнка, созданная в ходе эксперимента. Расстояние между пластинками равно 0,5 см. (Фото O. Bonhomme / University of Lyon, CNRS.)

Для их генерации использовались две покрытые платиной пластинки, расстояние между которыми составляло 0,5 см. После добавления в воду поверхностно-активных веществ (ПАВ; именно они в составе мыла «отвечают» за появление пузырей) и хлорида калия, обеспечивающего свободные ионы, получившийся относительно устойчивый пузырь был заключён между пластинками.

Поскольку молекулы ПАВ были заряжены положительно, а ионы калия — отрицательно, два типа молекул притягивались между собой. Ну а электрическое поле тащило ионы на поверхности плёнки и жидкость внутри неё.

Авторы работы считают, что плёнка выказала электроосмотическое поведение, а «выдающаяся эффективность» явления была обусловлена очень большим соотношением поверхности каналов и объёма жидкости, характерным именно для наноканалов. Попутно обнаружилось, что воздействие тока на стенки каналов вызывало их утолщение и стабилизацию, чего обычно у мыльных пузырей не бывает.

Как отмечает г-жа Бьянка, это создаёт потенциальную возможность генерации стабильных наноканалов со стенками из мыльной плёнки — дешёвых и способных эффективно переносить жидкости. Ну а поток и приложенное к мыльной плёнке напряжение, на её взгляд, имели в опытах нелинейную связь, и «это интересно, потому что перед нами почти диодные качества».

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Physical Review Letters.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com.