納米流體學（nanofluidics)是研究，操縱和控制納米（典型為1-100nm)線度液體的學科。在這樣線度範圍的液體的物理性能和大於微米的物體的性能不同。
基本介紹
- 中文名：納米流體學
- 外文名：nanofluidics
- 拼音：namiliutixue
- 學科：納米線度液體的學科
簡介,理論,製造,套用,
簡介
納米流體學（nanofluidics)是研究，操縱和控制納米（典型為1-100nm)線度液體的學科。在這樣線度範圍的液體的物理性能和大於微米的物體的性能不同。因為液體的特徵物理規模長度（scaling length)和納米結構的尺寸很接近。當結構接近分子的規模長度時，液體的行為會受到新的物理限制。例如，這些物理限制使液體系統出現在大塊材料觀察不到的新性質。即它接近孔壁時，粘度會巨大增加；這可引起熱力學性質改變和樣品在液-固介面化學反應性質的改變。特別相關和有用的例是被限在納米孔內的電解液會顯示表面電荷。
所有表面附近感應的有規電荷稱為雙電層。在納米尺寸的孔的情況，雙電層完全可跨越納米孔的寬度，導致液體的成份和液體在結構內運動性質的改變.。例，嚴重增加孔的表面-體積比引起大量的相反離子（即離子的電荷和靜止壁的電荷相反）。在許多情況下，孔內只有一種離子。這樣可使沿孔長度有選擇地極化，以達到特別的液體操作圖。這是用微米和更大的結構不能達到的。
理論
1965年Rice 和Whitehead發表了電解液在長的納米直徑毛細管內輸送的理論。主要結果是：液體在納米毛細管內的流動，由德拜長度的相對尺寸和孔徑半徑乘積所決定。調整這二個參數和納米孔的表面電荷密度，可使液體按設計的要求流動。
製造
納米結構可用如矽，玻璃或高分子等材料製成單園柱管，納米裂縫形，或納米管排列。標準照相平板印刷，大塊或微加工，複製技術或化學腐蝕等是普通用來製造具有特徵納米流體行為結構的方法。
套用
由於小尺寸的流體導管，納米流體結構自然是在樣品的量很小情況下使用，如，生物分子蛋白和DNA的分析，分離和決定.。納米流體學一個較有前途的套用領域是潛在的整聯入微流體系統。即微總分析系統或整片（Lab-0n-a-chip)結構。例，NCAMs調入微流體器件後，能重進行數字開關。可使液體從一個微流體管道輸送到另一個；由大小和質量有選擇地分離和傳送，有效地混合反應物，及從異類特性分離液體。
由於用在聚合酶鏈反應整片結構器件及相關技術的發展，納米流體學對生物技術，醫學和臨床治療等的衝擊很大。
納米流體學的發展現仍處於初期階段。我們能期待在近來幾年內會有新套用的快速發展。
