Forskare som studerade hur vätskor färdas genom kanaler i nanoskala blev förvånade över att upptäcka att vätskorna inte flödar lika bra i alla riktningar. I motsats till beteendet i makroskalavärlden, forskarna upptäckte att metylalkohol, när den placerades i ett nätverk av kanaler i nanoskala i ett mineral som kallas zeolit, diffus 1, 000 gånger snabbare i en riktning än en annan. Detta är det första kända beviset på en sådan mycket ojämlik diffusion av molekyler i ett nanoporöst material. Detta mycket skeva flöde inträffade trots att diametrarna på respektive kanaler är ganska lika. I mineralet, Det finns två typer av kanaler i nanoskala:8-ringar och 10-ringar. Siffrorna hänvisar till den relativa storleken på porerna i materialet, även om de är extremt nära i storlek med bara subtila skillnader i geometri. Metylalkoholmolekylerna lagrades initialt inuti en optisk cell.

I början av experimentet, trycket i den omgivande atmosfären ökas omedelbart och hålls konstant under resten av experimentet. Metanolmolekylerna kommer sedan in i zeoliten frivilligt eftersom de naturligt föredrar att vara i zeoliten än i gasfasen. Väl inne i mineralet, forskarna mätte partikelkoncentrationen vid olika punkter längs porerna. Från dessa profiler, de kunde beräkna partikelflödet (antal partiklar som korsar ett visst område under en viss tid) och observerade det mycket förspända flödet.

Tidigare forskning rapporterade att diffusiviteten hos en gästmolekyl inuti ett pornätverk är extremt känslig för förhållandet mellan porfönstret och molekylens diameter, särskilt om båda kvantiteterna ligger nära varandra, vilket var fallet med zeolitkanalerna och metylalkoholatomerna. Forskarna i den här studien spekulerar att eftersom 8-ringsfönstret är något mindre än 10-ringsfönstret, en mindre diffusivitet (och därför ett mindre flöde) kan förväntas. En annan orsak kan vara den olika porgeometrin (rakt i fallet med 10-ringskanalerna kontra fönster och hålrum i 8-ringskanalerna).

Presenteras i AIP:erna Journal of Chemical Physics , denna uppenbarligen kontraintuitiva upptäckt har långtgående konsekvenser för förståelsen, utveckling, och utnyttjande av nya mikroskopiska material, inklusive nanorör och "intelligenta" cellmembran för målmedveten läkemedelstillförsel, vars funktionalitet är baserad på ett extremt riktningsberoende av molekylära rörligheter.