Відображення проекту; IONESCO
IONESCO має на меті виготовити мікросистеми, здатні вивчати швидкість та природу іонів у розчині, які проходять між двома резервуарами на кілька мікрометрів один від одного за допомогою одностінних вуглецевих нанотрубок (SWCNT). Він також спрямований на управління цим іонним переносом шляхом модуляції поверхневих зарядних станів SWCNT. Ми вважаємо, що ця мета цілком досяжна, оскільки певна кількість дивовижних явищ вже спостерігалася і пояснюється суттєвими властивостями цих нанотрубок: i) винятковим геометричним співвідношенням (еквівалентом було б волосся в кілька десятків метрів!), ii) гідрофобна і майже бездоганна поверхня; iii) електричні властивості, близькі до металів або напівпровідників.
Ці унікальні властивості роблять їх чудовими (нано) об'єктами фундаментального вивчення. Тому наш проект IONESCO також був побудований таким чином, щоб порівняти досвід із теорією найбільш послідовно та ефективно. Таким чином, експериментальні дані, які будуть зібрані на наших мікросистемах, будуть методично порівнюватися з результатами, передбаченими як математичними, так і числовими моделями. Аналітичні моделі, які будуть використані, базуються на підході, що поєднує статистичну фізику іонів з гідродинамікою в нанотрубці. Чисельне моделювання базується на розрахунках, отриманих з квантової механіки (тобто теорії функціональної щільності) та молекулярної динаміки в класичних силових полях. Ці порівняння дозволять у постійному процесі назад і вперед як краще зрозуміти спостережувану експериментальну поведінку, так і вдосконалити теоретичні моделі; метою є досягнення створення все більш ефективних систем.
Потенційні додатки цього проекту важливі, оскільки, контролюючи транспорт іонів у цих нанотрубках, можна виготовити системи, здатні:
- фільтрують розчини, що містять кілька типів іонів: отже, система діє як мембрана;
- генерують електричний струм, коли два резервуари містять електроліти різної концентрації: система тоді діє як мікроелектростанція (див. останні розробки у дослідженнях так званої "блакитної" енергії, отриманої з морської води)
- контролювати, під дією електричного поля, що подається на поверхню трубки, транспортуванням іонів і, таким чином, раптово переходити з електропровідного стану в ізолюючий стан: система діє як транзистор;
- інформувати, вимірюючи іонні струми, які проходять через нанотрубку, та електричні потенціали, які можна виміряти на її поверхні, про природу молекул, що проходять через неї: система тоді діє як датчик, здатний виявляти одну молекулу.