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Comment mesurer le débit d'un fluide à travers un nanopore, autrement dit un trou d'un diamètre de 1 à 100 nm, 1000 fois plus petit qu'un cheveu ? À cette échelle, du même ordre de grandeur que celui des molécules qui le composent, le fluide est soumis à des contraintes qui n'existent pas aux échelles plus grandes. Son comportement est alors régi par des effets de surface qui deviennent prépondérants par rapport aux effets de volume. Les problématiques d'écoulement à ces échelles nanométriques ont donné naissance à une discipline appelée nanofluidique, dont les applications concernent des phénomènes biologiques, énergétiques ou même géologiques.

Les performances des meilleurs capteurs commerciaux disponibles à ce jour sont très insuffisantes par rapport au débit attendu dans un nanotube ou à travers un nanopore, représentant à peine quelques de picolitres (10e-12 L) par minute : à ce débit, il faudrait presque deux millions d'années pour remplir une bouteille d'un litre.

Pour contourner cette difficulté, les chercheurs du LiPhy sont finalement revenus à la méthode historique de mesure directe de débit, fondée sur l’accumulation d’une quantité de liquide pendant un certain laps de temps.

"Nous pouvons réaliser une mesure directe du débit sans modifier le fluide" explique Cyril Picard, chercheur au LiPHY. "Ce capteur a été spécialement développé pour l’étude d’écoulements nanofluidiques. Il va permettre de caractériser les phénomènes de transport couplés au sein d’un nanopore. Ces phénomènes partiellement compris sont intéressants notamment pour le traitement de l’eau ou la conversion d’énergie."

Ce capteur devrait aider les chercheurs à mieux comprendre les écoulements de fluides aux échelles nanométriques et trouver des applications dans les traitements d'effluents, les filtrations biologiques (dialyses) ou même la production d'énergie osmotique.