Egy új módszer segítségével, a felületi feszültség manipulálásával változtatják meg a kutatók az anyagok mikroszkopikus struktúrájának alakját.
A felületi feszültség abból ered, hogy a folyadékok határfelületi rétegében lévő alkotórészekre aszimmetrikus erőhatások hatnak, így magasabb energetikai állapotban vannak, mint a folyadék belsejében lévők. A szomszédos molekuláktól származó kohéziós erők a folyadék belsejében kompenzálják egymást, a felületen viszont ezeknek az eredője a folyadék belseje felé mutat. Ennek az aszimmetrikus erőhatásnak a mértéke a felületi feszültség, amely az anyagokra jellemző intenzív fizikai mennyiség.
A két különböző folyadék határán fellépő határfelületi feszültség általában annál nagyobb, minél nagyobb az aszimmetria a határfelületen, azaz minél nagyobb a különbség a folyadékok felületi feszültsége között (ha nincs rendeződés vagy egyéb kölcsönhatás). Ez hidrofób és hidrofil felületek találkozásánál igen magas értéket vesz fel. A határfelületi feszültség csökkenthető, ha úgynevezett amfipatikus jellegű vegyületeket adunk a rendszerhez. Ezek olyan molekulák, amelyeknek hidrofil és hidrofób csoportjaik is vannak. Ezen az elven működnek a szappanok és a mosószerek. A víz nagy felületi feszültsége miatt nem tud behatolni a textilszövet legkisebb pórusaiba, mosószer hozzáadásával azonban felületi feszültsége csökken, így már képes ezeket is megtisztítani. A detergens részecskék hidrofil csoportja a vízbe, hidrofób csoportja a zsíros szennyeződésbe nyúlik bele, és mozgatás hatására a zsírcseppek elszakadnak a textilfelülettől.
A Nature folyóirat egy nemrégiben megjelent tanulmányában amerikai kutatók a felületi feszültség manipulálásának új módszerét mutatták be, amely a molekulák kiralitásán alapul. Királisnak az olyan természetben is előforduló aszimmetrikus molekulákat nevezzük, amelyeknek létezik két olyan izomerje, amelyek egymás tökéletes tükörképei. Ezek az izomerek nem hozhatók egymással fedésbe, úgy viszonyulnak egymáshoz, mint a jobb és a bal kéz. Az ilyen molekulákból álló vegyületeket királis vegyületeknek nevezzük.
A kísérletet egy kétdimenziós membránstruktúrán végezték. A membránt felépítő „rudacskákra” hasonlító molekulák királisak, így hajlamosak egy irányba csavarodni. A membrán geometriája azonban megakadályozza a belső struktúrák csavarodását, így ez csak annak szélén történhet. A kiralitás fokozásával a csavarodás képessége is fokozódik, ami pedig csökkenti a membránfelület energiáját, így a felületi feszültséget is. (Ez a hajtóereje az olyan bonyolultabb struktúrák kialakulásának is, mint a dupla vagy tripla hélix.) A mikroszkopikus struktúrák alakjának ilyen mértékben irányított és visszafordítható befolyásolása a jövőben bonyolultabb, dinamikus és ‒ nem utolsó sorban ‒ tervezhető nanostruktúrák létrehozását teszi lehetővé, a kutatók reményei szerint.
