Publié le 22 septembre 2026 à 22:00 · Publication originale
Rahul Nair, Andre Geim et leurs collègues fabriquent des conduites qui ressemblent moins à des tuyaux qu'à des espaces entre des cristaux.
Une feuille de graphite forme le plancher. Une autre, le plafond. Entre les deux, des bandes de graphène servent d'entretoises.
Chaque couche ajoutée augmente la hauteur d'environ 3,4 ångströms.
Le canal est construit presque atome par atome.
Dans les plus étroits, seules quelques couches de molécules d'eau peuvent passer.
Puis les chercheurs mettent de l'eau à une extrémité.
Pas de pompe.
Pas de piston.
Pas de moteur.
L'eau entre spontanément dans les capillaires et peut atteindre une vitesse proche de 1 mètre par seconde.
La pression qui la pousse est estimée à environ 1.000 bar.
Mille fois la pression atmosphérique.
La machine qui la produit tient dans quelques milliardièmes de mètre.
À notre échelle, une goutte paraît insignifiante. Dans un canal nanométrique, son poids devient presque négligeable devant les forces exercées aux interfaces.
La tension superficielle et la géométrie du ménisque génèrent alors une pression considérable.
Manchester découvre autre chose.
Lorsque le canal ne laisse passer que quelques couches d'eau, le débit augmente davantage que prévu.
Quelques années plus tard, les chercheurs fabriquent des canaux presque identiques en graphite ou en nitrure de bore hexagonal.
Deux surfaces cristallines extrêmement lisses.
L'eau ne s'y écoule pourtant pas de la même manière.
La microgravimétrie révèle une différence considérable de frottement.
À quelques nanomètres, changer les atomes du tuyau peut donc changer l'écoulement.
ULTRA®
Cette physique est probablement passée sous vos yeux aujourd'hui.
Le café qui grimpe dans un morceau de sucre. L'essuie-tout qui aspire une flaque. L'eau absorbée par une éponge. L'humidité qui remonte dans un mur.
Nous appelons cela capillarité et cessons généralement d'y penser.
Descendons au nanomètre.
Dans les capillaires de Manchester, cette physique produit des pressions de l'ordre de 1.000 bar.
Elle peut même déformer son contenant. Des canaux de 17 nanomètres de haut et 520 nanomètres de large se sont effondrés pendant leur séchage, tandis que des canaux identiques de 420 nanomètres restaient ouverts. Certains se rouvrent lorsqu'ils sont réhumidifiés.
Voilà le détail difficile à oublier.
Lorsque le café monte dans un morceau de sucre, on regarde déjà une force qui, confinée dans quelques nanomètres, peut produire des pressions que nous associons à des machines industrielles.
IPERIONE
La petitesse ne réduit pas toujours les forces. Elle peut changer celles qui gouvernent le monde.
Sources
Nature
Nature Communications
University of Manchester
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