Des diodes pour les écoulements osmotiques

Clara Picallo, Simon Gravelle, Laurent Joly et Lydéric Bocquet (équipes Liquides aux Interfaces et MMCI) ont publié avec Elisabeth Charlaix (LIPhy, Grenoble) un article intitulé Nanofluidic Osmotic Diodes: Theory and Molecular Dynamics Simulations dans la revue Physical Review Letters. Cet article a été sélectionné par les éditeurs comme suggestion de lecture (Editors' suggestion), et fait l'objet d'un synopsis sur le site Physics de l'American Physical Society.

L'osmose décrit l'écoulement de l'eau au travers de membranes semi-perméables, piloté par des différences de concentration en sel. Ce phénomène fondamental dans les organismes vivants possède aussi d'importantes applications technologiques (dessalage de l'eau de mer, récupération d'énergie, etc). Dans ce travail, les auteurs étudient théoriquement et par simulations de dynamique moléculaire l'osmose au travers de nanocanaux chargés asymétriquement. Ils montrent que les écoulements osmotiques sont asymétriques par renversement du gradient salin ou de la tension électrique appliquée aux extrémités du canal. Le système se comporte ainsi comme une diode pour l'écoulement de l'eau! Un tel système permettrait de dessaler l'eau de mer sans partie mécanique, par simple application d'une tension alternative. Plus généralement, le dispositif proposé pourrait inspirer d'autres systèmes pour un contrôle sophistiqué des écoulements aux petites échelles.