La nanofluídica es el estudio científico del movimiento de los fluidos en distancias muy pequeñas. Los líquidos pueden fluir a través de tubos microscópicos o poros que pueden bloquearse si incluso moléculas grandes se interponen en su camino. La distancia a la que se separan las cargas de electrones, llamada longitud de Debye, puede ser similar a las dimensiones de un tubo tan pequeño. Cuando se limita a espacios pequeños que tienen unos pocos nanómetros de ancho, por lo tanto, las propiedades físicas de la mayoría de los fluidos cambian. Los avances científicos han permitido a los investigadores controlar la actividad de los fluidos en estructuras como los nanotubos de carbono e incluso construir dispositivos microscópicos en aplicaciones de nanotecnología.
Al electrificar una superficie a nanoescala, los investigadores pueden crear una doble capa eléctrica en un pequeño agujero o pasaje. La capa puede extenderse a lo ancho de este espacio, lo que normalmente cambia las propiedades de un fluido en comparación con la forma en que actúa en volúmenes más grandes. Las partículas cargadas llamadas iones a veces se utilizan para controlar la dirección de un líquido, especialmente cuando la carga de las partículas es opuesta a la de la pared de los poros.
Otra propiedad estudiada en nanofluídica es el radio hidrodinámico, que típicamente caracteriza la interacción de grandes moléculas o polímeros en relación con las propiedades a nanoescala de una solución líquida. El ácido desoxirribonucleico (ADN) es una molécula relativamente grande que transporta información genética y que a menudo se manipula en biología. Junto con los polímeros grandes, se puede enrollar en una forma que puede bloquear un canal pequeño. Los investigadores a veces agregan materiales y recubrimientos a las estructuras de nanofluidos que pueden prevenir tales bloqueos.
Los investigadores de nanofluidos también pueden controlar el grosor de las membranas, así como el tamaño y el espaciado de los poros, especialmente en el aluminio. La aplicación de temperatura, voltaje y ácido durante ciertos períodos de tiempo generalmente ayuda a procesar materiales específicos. Luego, los científicos pueden usarlos para estudiar cómo reaccionan los diferentes fluidos en el interior. A menudo se estudian las propiedades de los líquidos como la velocidad, la tensión superficial y el ángulo en el que un fluido tiende a entrar en contacto con una superficie a nanoescala.
Se puede utilizar una técnica de impresión llamada fotolitografía para fabricar estructuras utilizadas en nanofluidos. Se pueden formar canales individuales o conjuntos de ellos a partir de silicio, polímeros, vidrio y otros materiales tubulares artificiales. Los científicos pueden usar las propiedades de los fluidos para controlar su movimiento, de una manera que admita un tipo de conmutación para sistemas digitales. Los nanofluidos también se aplican a la construcción de pequeños transistores, matrices ópticas y sistemas de diagnóstico médico basados en microchip. La interacción líquida en los circuitos nanofluídicos se puede incorporar en los controles para los sistemas de almacenamiento de energía y filtración de agua.