De l’hydrodynamique aux petites échelles à la nature quantique des matériaux

Le monde des écoulements aux très petites échelles obéit-il toujours aux lois classiques de l’hydrodynamique ? Des chercheurs de l’équipe Micromégas du laboratoire de Physique Statistique de l’ENS viennent de faire un pas décisif dans l’exploration de ces questions fondamentales, aux applications multiples dans le domaine de nouvelles technologies pour la désalinisation et l’énergie. Les chercheurs sont parvenus à mesurer le flux d’eau qui traverse un nanotube unique. Cela a nécessité d’atteindre une précision inégalée dans la mesure du transport, ce qui a pu être réalisé grâce à des systèmes nano-fluidiques dédiés fabriqués par des techniques de nanomanipulation. Ces recherches montrent que selon la nature électronique de la matière constituant le nanotube, carbone ou bore-azote, les propriétés d’écoulement hydrodynamiques sont remarquablement différentes. L’eau s’écoule quasiment sans frottement sur les nanotubes de carbone, mais colle aux parois des nanotubes de bore-azote. Ces résultats montrent ainsi que la nature atomique de la matière régule l’hydrodynamique à ces très petites échelles, faisant un lien inattendu entre hydrodynamique et matière condensée.

Massive radius-dependent flow slippage in carbon nanotubes
Eleonora Secchi, Sophie Marbach, Antoine Niguès, Derek Stein, Alessandro Siria & Lydéric Bocquet
Article publié dans "Nature" le 8/09/2016.
http://www.nature.com/nature/journal/v537/n7619/full/nature19315.html

Cette publication a été relayée dans un article du Monde le 26.09.2016 :
http://www.lemonde.fr/sciences/article/2016/09/26/petit-tuyau-gros-debit_5003591_1650684.html