Nanodraadjes kunnen vloeistof omhoog zuigen. Theoretisch was dat capillair-achtige effect al voorspeld maar men heeft het nu ook echt zien gebeuren. De foto’s zijn zojuist verschenen in Nature Nanotechnology, de bewegende beelden staan op YouTube.

Je zou het effect kunnen gebruiken om vloeistoffen te doseren in veel kleinere hoeveelheden dan met de huidige technieken mogelijk is. Te denken valt dan aan het bemonsteren van levende cellen, maar ook aan inkjetprinters.

De uitdaging was om het effect goed in beeld te krijgen. De draadjes en druppeltjes zijn te dun om te zien met een optische microscoop. Met een elektronenmicroscoop kan het wel maar die werkt alleen onder vacuüm. De meeste vloeistoffen verdampen dan vrijwel onmiddellijk.

MIT-hoogleraar Ju Li en collega’s realiseerden zich dat je het effect ook moest kunnen zien met een ionische vloeistof. Dat is in wezen een zout met een smeltpunt beneden kamertemperatuur. Aangezien zouten nauwelijks een dampspannng hebben, verdampen ze ook onder vacuüm vrijwel niet.

Inderdaad konden ze onder de transmissie-elektronenmicroscoop zien wat er gebeurt als je een draadje in een druppeltje vloeistof hangt. De vloeistof probeert het draadje te bevochtigen, en kruipt daabij langzaam omhoog.

In eerste instantioe krijg je een egale vloeistoffilm van zo’n 10 nm dik. Wordt de film dikker, dan krijg je zogeheten Rayleigh-instabiliteiten waardoor druppeltjes ontstaan.

Welk materiaal je voor het draadje gebruikt, lijkt niet zo veel uit te maken. De onderzoekers hebben silicium, zinkoxide en tinoxide geprobeerd, en het bleek allemaal te werken.

Ze denken dat het met water en de meeste andere ‘gewone’ vloeistoffen ook zal lukken, al kunnen ze dat nog niet zien. Ze hebben een plan om daar verandering in te brengen door draadjes en vloeistof op te sluiten tussen membranen die dun en transparant genoeg zijn om er met een elektronenmicroscoop doorheen te kijken.