Nanofluidik ist die wissenschaftliche Untersuchung der Flüssigkeitsbewegung über sehr kleine Distanzen. Flüssigkeiten können durch mikroskopische Röhrchen oder Poren fließen, die blockiert werden können, wenn selbst große Moleküle im Weg sind. Der Abstand, in dem die Elektronenladungen getrennt sind, die sogenannte Debye-Länge, kann den Abmessungen einer so kleinen Röhre ähneln. Auf engem Raum mit einer Breite von wenigen Nanometern ändern sich daher die physikalischen Eigenschaften der meisten Flüssigkeiten. Wissenschaftliche Fortschritte haben es Forschern ermöglicht, die Aktivität von Flüssigkeiten in Strukturen wie Kohlenstoffnanoröhren zu kontrollieren und sogar mikroskopische Geräte für Nanotechnologieanwendungen zu bauen.
Bei der Elektrifizierung einer nanoskaligen Oberfläche können Forscher in einem kleinen Loch oder Durchgang eine elektrische Doppelschicht erzeugen. Die Schicht kann sich über die Breite dieses Raums erstrecken, was typischerweise die Eigenschaften einer Flüssigkeit im Vergleich zu ihrer Wirkung in größeren Volumina ändert. Geladene Partikel, sogenannte Ionen, werden manchmal verwendet, um die Richtung einer Flüssigkeit zu steuern, insbesondere wenn die Partikelladung der der Porenwand entgegengesetzt ist.
Eine weitere in der Nanofluidik untersuchte Eigenschaft ist der hydrodynamische Radius, der typischerweise die Wechselwirkung großer Moleküle oder Polymere in Bezug auf nanoskalige Eigenschaften einer flüssigen Lösung charakterisiert. Desoxyribonukleinsäure (DNA) ist ein relativ großes Molekül, das genetische Informationen trägt und in der Biologie oft manipuliert wird. Zusammen mit großen Polymeren kann es sich in eine Form aufrollen, die einen kleinen Kanal blockieren kann. Forscher fügen Nanofluidik-Strukturen manchmal Materialien und Beschichtungen hinzu, die solche Blockaden verhindern können.
Nanofluidik-Forscher können auch Membrandicken sowie Porengröße und -abstand steuern, insbesondere in Aluminium. Temperatur, Spannung und Säureanwendung über bestimmte Zeiträume helfen in der Regel, bestimmte Materialien zu verarbeiten. Wissenschaftler können diese dann verwenden, um zu untersuchen, wie verschiedene Flüssigkeiten im Inneren reagieren. Flüssigkeitseigenschaften wie Geschwindigkeit, Oberflächenspannung und unter welchem Winkel eine Flüssigkeit dazu neigt, eine nanoskalige Oberfläche zu berühren, werden häufig untersucht.
Eine Drucktechnik namens Photolithographie kann verwendet werden, um Strukturen herzustellen, die in der Nanofluidik verwendet werden. Einzelne Kanäle oder Arrays davon können aus Silizium, Polymeren, Glas sowie anderen künstlichen röhrenförmigen Materialien gebildet werden. Wissenschaftler können die Eigenschaften einer Flüssigkeit verwenden, um ihre Bewegung so zu steuern, dass eine Art von Schaltung für digitale Systeme unterstützt wird. Nanofluidik wird auch beim Bau kleiner Transistoren, optischer Arrays und mikrochipbasierter medizinischer Diagnosesysteme angewendet. Die Flüssigkeitswechselwirkung in nanofluidischen Schaltkreisen kann in Steuerungen für Wasserfiltrations- und Energiespeichersysteme integriert werden.