Вчені з Технологічного інституту Джорджії виявили, що властивості матеріалу трубопроводу впливають на в’язкість води. Правда помітно це тільки на нанорівні.
Явище не впливає на швидкість, з якою вода виливається з пляшки, але на нанорівні в специфічних умовах відмінності в поведінці води добре помітні. Нове дослідження показує, що в наноскопічних каналах зі скла в’язкість води може бути вдвічі вищою, ніж у пластикових каналах. Простіше кажучи, в нанорозмірних скляних каналах вода поводиться, як рідина густоти кетчупу.
Ілюстрація показує різну в’язкість води в наноканалах з різних матеріалів. В’язкість відрізняється вдвічі для скла та пластику, у той час, як на макрорівні, наприклад у літровій пляшці, ми нічого подібного не спостерігаємо
На перший погляд від цього відкриття мало користі, але насправді воно дуже важливо, особливо в світлі поширення нанотехнологій, наприклад мікрофлюідних чіпів, призначених для миттєвої діагностики інфекційних захворювань. Крім того, ця інформація важлива для розробників мікромеханічних систем, надточних 3D-принтерів і інших пристроїв, де доводиться продавлювати рідини крізь крихітні отвори.
Зміна в’язкості води – це ще один приклад дивних явищ на нанорівні. Давно відомо, що так звані гідрофільні матеріали притягують молекули води і ускладнюють їх рух, а гідрофобні навпаки – полегшують. Але на макрорівні це не так добре помітно, а от на нанорівні, коли вода рухається шаром всього в декілька молекул, в’язкість різко зростає через те, що молекули води «налипають» на гідрофільну поверхню і рухаються більш тісною групою.
Дослідники вивчили поведінку води на нанорівні на різних типах поверхні: слюді, оксиді графену, кремнії, алмазоподібні вуглеці і графіті. Слюда, використовувана в буровій промисловості, і на нанорівні виявилася найбільш гідрофільним матеріалом, в той час як графіт був гідрофобним.
Вчені вважають, що різкий стрибок зростання в’язкості на гідрофільних поверхнях буде спостерігатися і для інших рідин, не тільки для води. Таким чином, розробникам мініатюрних машин, метаматеріалів, наноструктурованих матеріалів і т.п. слід враховувати цей новий фактор.