无论是石油经由管道喷涌而出，照样血液经由动脉轮回，液体若何经由管道举止或者是流体动力学中最根基的问题。所面临的挑战是最大限度地提高运输效率，最大限度地削减移动液体与固定管外观摩擦所造成的能量损失。与直觉相反，在液体中到场少量大的、迟缓移动的聚合物，从而形成一种“复杂液体”，会促使更快、更有效的运输。据推想，这一现象是因为在管内壁四周形成了一层薄层，称为耗尽层或盘据层，个中聚合物浓度显着低于本体溶液。
然而，因为这一层的固有厚度只有几纳米厚，按照聚合物的巨细顺序，直接进行实验视察很难题，是以该范畴的进展严重依靠于体积测量和较量机模拟。根蒂科学研究所(IBS)软物质和生命物质中心的研究人员，经由成功地成像流经微通道聚合物溶液中的耗尽层，在该范畴取得了重猛进展。其研究研究揭橥在《美国国度科学院院刊》上，依靠一种新型超差别率显微镜手艺的成长，研究人员得以以空前未有的空间 差别率视察这一层。
对这一现象的首次视察是在近一个世纪前，对高分子量聚合物溶液实验研究揭示了一个令人疑心的现象：聚合物溶液测量粘度与流经狭小管道的速度之间存在显着差别。聚合物溶液的举止速度老是比预期要快。此外，管越窄，这种差别越大，这引起了人们的乐趣，这种乐趣一向持续到今天。发现耗尽层动力学是一个非常有趣的问题，但要用现有实验手艺取得进展是很有挑战性的，第一步需要斥地一种可以供应新信息的手艺。
行使在超差别率显微镜方面的专业常识，斥地了一种新型的模拟发射损耗(STED)显微镜，该显微镜具有充沛的空间差别率和对比度敏感度，能够直接视察损耗层。与此同时，运用聚合物物理学常识优化了一个合适的成像系统。最好方式是将新斥地的STED各向异性成像应用于高分子量聚合物聚苯乙烯磺酸盐（PSS）溶液，流经30微米宽的二氧化硅微流体通道。行使荧光染料跟踪PSS的行为，PSS侧链与染料之间的瞬态互相感化减缓了染料分子扭转活动。这些微小的转变揭示了PSS的位置和浓度，空间差别率为10s纳米。
研究人员首先确认了在壁面形成了耗尽层，并测量了耗尽层的尺寸与PSS巨细一致。然后视察到，当溶液起头举止时，耗尽层的厚度变薄了。有趣的是，只有当聚合物构象发生已知的转变时，临界流速才会引起耗尽层尺寸的转变。这是对这一现象的首次直接实验证实，这是多年前经由分子动力学模拟展望出来的。令人诧异的是，还视察到，耗尽层构成转变发生在出乎料想的低流速。稀奇地，聚合物段被拉离壁，留下几乎纯溶剂，没有聚合物，接近壁。
这能够归因于水动力升力，就像飞机上的空气动力升力一般，是由壁面的非对称举止引起。固然水动力升力在较量机模拟中已被很好地表征，并在宏观系统中被视察到(例如，比目鱼因为其扁平的外形比其他动物更好地匹敌这种升力)，但在纳米标准上的直接实验观测仍然难以实现。估计这种有前途的方式能够供应关于分歧状况下复杂流体的新信息，例如湍流，如在快速举止河流中所看到的，或经由纳米流体装配举止。
