hvirvlet til venstre eller højre? Nanofibre justeres i omrørt væske

Når man hvirvler en væske, der indeholder nanofibre, flugter de så til venstre eller højre? Overraskende nok afhænger retningen af ​​justeringen af ​​omrøringens håndhævelse - med eller mod uret. Dette fænomen, kendt som chiral symmetri breaking, giver nye muligheder for at kontrollere nanofibres egenskaber og adfærd i forskellige applikationer.

Retning betyder noget:Med uret vs. Omrøring mod uret

I en banebrydende undersøgelse undersøgte forskere ledet af professor Giovanni Zanzani fra University of Trento, Italien, alignment-adfærden af ​​nanofibre i omrørte væsker. De opdagede, at omrøringsretningen spiller en afgørende rolle i at bestemme retningen af ​​nanofiberjustering.

Nøglefund:

Omrøring med uret:Når væsken røres med uret, er nanofibrene justeret til venstre (mod uret).

Omrøring mod uret:Omvendt førte omrøring mod uret til justering af nanofibre til højre (med uret).

Denne chirale symmetribrudsadfærd blev observeret for forskellige nanofibermaterialer, herunder kulstofnanorør, cellulosenanokrystaller og grafenoxid.

Forståelse af mekanismen:Væskestrøm og hvirvelstrøm

Forskerne tilskrev tilpasningen af ​​nanofibre til væskestrømmen og hvirvlen induceret ved omrøring. Når væsken omrøres, skaber den en hvirvel, som genererer en forskydningskraft på nanofibrene. Denne forskydningskraft, kombineret med nanofibrenes iboende egenskaber, får dem til at justere i en foretrukken retning.

Implikationer og applikationer:

Kiral symmetribrud i omrørte væsker tilbyder et nyt værktøj til at kontrollere nanofibres egenskaber og adfærd. Ved at manipulere omrøringsretningen kan forskere fremkalde specifikke justeringer, der er afgørende for forskellige applikationer.

Potentielle applikationer omfatter:

Forstærkede kompositter:Justering af nanofibre i en bestemt retning kan forbedre de mekaniske egenskaber af kompositmaterialer.

Fotoniske krystaller:Kontrolleret justering af nanofibre kan føre til dannelsen af ​​fotoniske krystaller med unikke optiske egenskaber.

Elektroniske enheder:Anisotropisk nanofiberjustering kan påvirke elektroniske materialers elektriske og termiske ledningsevne.

Energihøst:Tilpasningen af ​​nanofibre kan forbedre effektiviteten af ​​energihøstanordninger, såsom solceller.

Afslutningsvis åbner alignmentadfærden af ​​nanofibre i omrørte væsker, med dens afhængighed af omrøringens håndhævelse, nye veje til at manipulere og udnytte nanofibrenes egenskaber på en lang række områder. Denne opdagelse understreger den fascinerende og indviklede opførsel af stof på nanoskala og dets potentielle indvirkning på forskellige teknologiske fremskridt.